Quaoar vroeger warmer

Hoeveel planeten heeft ons zonnestelsel? Sterrenkundige scherpslijpers vinden dat het standaardantwoord (negen) niet klopt. Pluto, zeggen zij, is geen planeet maar gewoonweg de grootste en dichtstbijzijnde massa in de zogenaamde Kuiper-gordel. Dat is een ringvormige regio buiten de baan van Neptunus, waarin allerlei ijsmassa’s ronddraaien. Een soort tweede asteroïdengordel dus.

David Jewitt en Jane Luu (MIT) keken al eerder samen naar de Kuiper-gordel: in 1992 ontdekten ze het eerste Kuiper-gordel object. Nu onderzochten de twee Quaoar in het infrarood. Ze vonden sporen van ijskristallen, terwijl Quaoar zó koud is (-223 ^o Celsius, maar 50 graden boven het absolute nulpunt) dat er alleen amorf ijs, zonder kristalstructuur dus, op voor zou moeten komen. Teken dat de ijsmassa vroeger warmer is geweest, zeggen de twee.

IJs is ijs zou je denken, maar bevroren water kent verschillende verschijningsvormen. Is de temperatuur hoger dan 163 graden onder nul, dan bewegen de watermoleculen genoeg om elkaar naar hun juiste positie in een ijskristalrooster te duwen. Onder die temperatuur vormt water een vaste stof zonder regelmatig kristalrooster: amorf ijs. Quaoar is volgens Jewitt en Luu vroeger verwarmd door het radioactieve verval van thorium en uranium. Die materialen komen door het hele zonnestelsel voor, en bij hun radioactieve splitsing in andere atomen komt warmte vrij. Opwarming door de inslag van micro-meteorieten lijkt het tweetal onwaarschijnlijk: “We vonden ook sporen van ammonia in het ijs van Quaoar”, zei Jewitt tegen Nature. “Dat is heel vluchtig materiaal – bij de inslag van een meteoriet zou het meteen verdampen.”

Michael Brown, Quaoar’s ontdekker, is het met Jewitt en Luu eens dat radioactieve verwarming waarschijnlijk verantwoordelijk was voor Quaoar’s opwarming. “Ik denk dat het proces vlak na de vorming van het zonnestelsel plaatsvond”, zegt Brown. “Nu is het volgens mij al lang afgelopen.” Jewitt en Luu zijn het niet helemaal met hem eens. Volgens Jewitt zou ijskristal aan het Quaoar-oppervlak het geen 100 miljoen jaar uithouden tegen de afbraak door de zonnewind en meteorietinslagen. Daarom moet de ijslaag telkens ververst zijn – teken dat er nog steeds af en toe opwarming plaatsvindt.

Planeet of ijsklomp

In de afgelopen jaren ontdekten sterrenkundigen allerlei massa’s in de Kuiper-gordel: Varuna in 2000, Quaoar in 2002 en Sedna in 2004. De Internationale Astronomische Unie, belast met de kwalificatie van voorwerpen in het zonnestelsel, noemt die massa’s nog geen planeten. Michael Brown van het California Institute of Technology, ontdekker van de ijsmassa Sedna die nog verder dan Quaoar om de zon draait, vind dat een massa pas een planeet is als zij zwaarder is dan alle andere massa’s in haar omloopbaan samen. De acht planeten Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus voldoen daar makkelijk aan, maar Pluto en Sedna wegen elk minder dan de andere massa’s in hun omloopbaan.

Jewitt D. C., Luu J., Nature, 432. 731 – 733 (2004).