Uitgebreide informatie over episode 5: Daar komt het Zonnestelsel
Voor de vorming en de evolutie van het Zonnestelsel (zie Fig. 1) hebben we een model dat vandaag breed aanvaard wordt. Aan de oorsprong ligt, volgens dat model, een wolk van gasmoleculen en vaste stofdeeltjes, de zonnenevel, die 4.56 à 4.57 miljard jaar geleden is ontstaan (zie fig. 2). Het grootste deel van de massa van die oorspronkelijke wolk is in elkaar gestort in het centrum van die regio, en dat gaf aanleiding tot de vorming van de Zon. De rest van de gas- en stofdeeltjes vormden de protoplanetaire schijf waaruit de planeten, manen, asteroïden en andere kleine lichamen van het Zonnestelsel zijn ontstaan. Al die lichamen zijn gevormd door “accretie”. In eerste instantie gingen stofdeeltjes samenklonteren door direct contact, tot brokken van 1 à 10 kilometer diameter. Die brokken botsten op hun beurt met elkaar en vormden grotere lichamen van meer dan 5 kilometer groot, de planetesimalen. Die lichamen bleven in de volgende miljoenen jaren gestadig groeien als gevolg van nieuwe botsingen, met een snelheid van enkele centimeter per jaar.
Het binnenste Zonnestelsel, de regio van het system binnen de 4 astronomische eenheden* (AU, astronomical units) van de Zon, was zo heet dat vluchtige moleculen zoals water en methaan daar niet konden condenseren: planetesimalen in die regio konden enkel bestaan uit zwaardere chemische componenten zoals metalen (b.v. ijzer, nikkel en aluminium) en silicaatgesteenten. Die rotsachtige lichamen werden de aardse of “tellurische” planeten: Mercurius, Venus, Aarde en Mars.
De reuzengasplaneten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus werden gevormd buiten de “sneeuwgrens”. In de gasreuzen was het gevormde ijs overvloediger aanwezig dan de metalen en silicaten die de tellurische planeten vormden. De reuzen werden zo massief dat ze uiteindelijk ook waterstof en helium gingen vangen, de lichtste maar ook de meest voorkomende elementen van het Universum.
Het Zonnestelsel heeft sedert zijn vorming een opmerkelijke evolutie doorgemaakt. In schijven van gas en stof rond de planeten vormden zich manen. Andere manen zijn wellicht onafhankelijk ontstaan en vervolgens gevangen door de zwaartekracht van een planeet, of ze zijn het resultaat van catastrofale botsingen. De posities van de planeten zijn aanzienlijk opgeschoven. De migratie van planeten begon met Jupiter en Saturnus die naar de Zon toe bewogen. Op een bepaald moment gingen die twee reuzen met elkaar in resonantie, waardoor hun beweging omkeerde, een fenomeen dat we de “Grand Tack” noemen.
Hierdoor bleven ze op hun huidige positie hangen, en het zorgde er ook voor dat de aardse planeten terecht kwamen waar ze nu zijn, met de massa’s die we nu waarnemen.
* AU = afstand tussen de Zon en de Aarde (~150 miljoen km)
