Hoe is Mercurius ontstaan?

Ons zonnestelsel
Ons zonnestelsel. Credit: Door WP – Planets2008.jpg, CC BY-SA 3.0, Link

Er zijn twee theorieën over hoe de planeten in het zonnestelsel zijn gevormd. De eerste en meest geaccepteerde theorie, kern-aanwas, werkt goed bij de vorming van de aardse planeten zoals Mercurius maar levert problemen op bij de vorming van de gasplaneten. De tweede theorie, het instabiele schijf-model, verklaart veel beter de vorming van de gasplaneten.

Het “kern-aanwas” model

Het zonnestelsel is ongeveer 4,6 miljard jaar geleden ontstaan uit een grote wolk van gas en stof bekend als de zonne-nevel. Door de zwaartekracht is de gasnevel gaan samentrekken en beginnen te roteren met als gevolg de vorming van de Zon in het centrum van de nevel.

Na de geboorte van de Zon begon het overgebleven materiaal samen te trekken. Door de zwaartekracht klonterden kleine deeltjes samen tot grotere deeltjes. De sterke zonnewind blies de lichtere elementen als waterstof en helium weg naar de buitenste delen. Alleen de zwaardere steenachtige materialen bleven achter in de buurt van de Zon. Hieruit werden de Aardse planeten gevormd. Op grotere afstanden van de Zon had de zonnewind minder invloed en dit leidde er toe dat ook de lichtere elementen als waterstof en helium konden samenklonteren tot de gasplaneten. Op deze manier werden asteroïden, kometen, planeten en manen gevormd.

Net zoals bij de Aarde heeft de metalen kern van Mercurius zich als eerste gevormd om daarna de lichtere elementen middels zwaartekracht aan zich te binden. Die lichtere elementen zijn bij de andere Aardse planeten voornamelijk in de atmosfeer terecht gekomen maar omdat Mercurius zo klein is, is de planeet niet in staat een atmosfeer te houden. Daarnaast stript de sterke zonnewind voortdurende de atmosfeer waardoor er niks meer overblijft.

Het “instabiele schijf”-model

De noodzaak van een snelle vorming van de gasplaneten is een probleem voor het “kern-aanwas”-model. Volgens dit model duurde het enkele miljoenen jaren voor de gasplaneten waren gevormd en dit is langer dan er lichte gassen beschikbaar waren in het jonge zonnestelsel. Het “kern-aanwas”-model heeft nog een probleem want in dit model zouden de jonge planeten in een relatief korte tijd richting de Zon spiraliseren.

Een nog relatief nieuwe theorie laat klonen gas en stof samengaan. In de tijd groeien deze klonten langzaam aan tot een grote planeet. Deze planeten kunnen sneller worden gevormd dan in het “kern-aanwas”-model, soms wel binnen 1000 jaar en dit schept dan meteen de mogelijkheid voor die planeten om de lichtere gassen in te vangen. Ze bereiken daarnaast ook snel een kritieke massa die er voor zorgt dat ze in een stabiele baan terecht komen en niet naar de Zon worden getrokken.

Astronomen bestuderen nog steeds de vorming van de planeten en het zonnestelsel. Ze doen dit ook bij andere sterren en wellicht helpt de daar opgedane kennis om ons eigen zonnestelsel beter te leren begrijpen.

Een tempoverandering

Studies wijzen uit dat de kern van Mercurius zwaarder is dan verwacht kan worden bij een planeet van die grootte. De straal van de kern bedraagt 1800 tot 1900 kilometer en is daarmee voor 75% verantwoordelijk voor de totale straal van de planeet. De korst is slechts 500 tot 600 kilometer dik. Wetenschappers denken dat de vorming van Mercurius enigszins anders is gegaan dan de vorming van de andere Aardse planeten.

Als een grotere Mercurius snel genoeg zou zijn gevormd dan zou die planeet zich hebben kunnen handhaven voordat de Zon zijn piek zou bereiken. Toenemende temperaturen van de jonge ster zouden daarna de relatief lichte korst van de planeet hebben verdampt waardoor er een planeet overbleef met een dunne schil.

Echter het is waarschijnlijker dat er iets geweldadigs in de jeugd van Mercurius is gebeurd. Mogelijk is de van oorsprong grotere planeet in botsing gekomen met iets groots in het zonnestelsel. Bij deze botsing zou het merendeel van de korst zijn weggeblazen de ruimte in waarna een massieve grote kern overbleef die omringd is door een dunne schil.

Meer artikelen over Mercurius:

 

Eerste publicatie: 9 december 2012
Laatste bewerking: 1 oktober 2017