Synestia – een nieuw type planeetachtig object?

synestia vergeleken met een planeet en een planeet met een schijf
synestia vergeleken met een planeet en een planeet met een schijf. Alle drie de objecten hebben dezelfde massa maar een verschillende grootte. Credit: Simon Lock en Sarah Stewart

In een nieuw verschenen studie stellen astronomen een nieuw type planeetachtig object voor dat ze “synestia” nomen. Het is een groot ronddraaiend object met de vorm van een opgevulde donut of een rode bloedcel en is ontstaan toen objecten met de grootte van een planeet tegen elkaar knalden. Volgens de onderzoekers van de Universiteit van Harvard in Cambridge was de Aarde ooit een synestia.

De onderzoekers bestuderen het ontstaan van planeten uit gigantische inslagen. De huidige theorieën over het ontstaan van planeten zeggen dat de rotsachtige planeten zoals Mercurius, Venus, Aarde en Mars vroeg in het jonge zonnestelsel zijn ontstaan toen kleine objecten met elkaar botsen. Deze botsingen waren zo heftig dat de daaruit ontstane objecten smolten en gedeeltelijk verdampten waarna ze uiteindelijk weer afkoelden en vast werden om hun nagenoeg ronde vorm aan te nemen als de planeten die we nu kennen.

De onderzoekers zijn speciaal geïnteresseerd in botsingen tussen draaiende objecten. Een draaiend object heeft een impulsmoment die tijdens een botsing behouden moet blijven. Denk hierbij aan een schaatser die pirouettes draait op het ijs: bij het uitstrekken van de armen vertraagt de draaiing en om sneller te kunnen draaien worden de armen ingetrokken maar het impulsmoment blijft gelijk. Neem nu twee schaatsers op het ijs: als ze elkaar vastpakken wordt het impulsmoment van beide schaatsers samengevoegd zodat hun totale impulsmoment gelijk blijft.

De onderzoekers keken naar wat er gebeurt als schaatsers met de grootte van een aardse planeet botsen met andere grote objecten met zowel een grote energie als een groot impulsmoment. Deze statistische studie liet zien dat er een object met een compleet nieuwe structuur kan worden gevormd.

De onderzoekers ontdekten dat over een groot temperatuurbereik en grote impulsmomenten objecten met de grootte van een planeet een nieuwe veel grotere structuur kunnen vormen dat er uitziet als een gevulde donut of een rode bloedcel. Dit object bestaat voornamelijk uit verdampt gesteente zonder vast of vloeibaar oppervlak.

Het nieuwe object wordt “synestia” genoemd: “syn”= samen en “Estia” is de Griekse godin van de architectuur en gebouwen.

De sleutel in het ontstaan van een synestia is het materiaal dat in een baan terecht komt. In een draaiende vaste bol draait ieder punt van de kern tot het oppervlak in een zelfde verhouding. Maar bij een gigantische inslag kan materiaal van de planeet smelten of gasvormig worden waarbij het volume toeneemt. Als het groot genoeg wordt en snel genoeg beweegt dan zal een deel van het object sneller gaan bewegen dan de ontsnappingssnelheid en dat is het punt waarop er een grote schijfvormige synestia ontstaat. Aldus de onderzoekers in hun studie die onlangs werd gepubliceerd in Journal of Geophysical Research: Planets, een tijdschrift van de American Geophysical Union.

Oudere theorieën stellen dat als gevolg van gigantische inslagen er schijven van vast of gesmolten materiaal om een planeet kunnen komen maar voor dezelfde massa van een planeet zou een synestia veel groter zijn dan een vaste planeet met een schijf.

Tijdens hun ontstaansproces vinden er op planeten botsingen plaats die een synestia zouden kunnen vormen. Voor een object als de Aard zal een synestia hooguit honderd jaar kunnen bestaan. Daarna is er zoveel hitte verdwenen dat er weer een vast object ontstaat. Maar de onderzoekers stellen dat synestia die ontstaan uit grotere en hetere objecten zoals gasreuzen of sterren veel langer kunnen blijven bestaan.

Een synestia structuur werpt ook een nieuw licht op het ontstaan van manen. Onze maan lijkt qua samenstelling erg veel op de Aarde en de meeste theorieën over het ontstaan van de Maan zeggen dan ook dat die is ontstaan na een gigantische inslag op Aarde. Maar een dergelijk inslag zou in plaats daarvan en synestia gevormd kunnen hebben van waaruit, na afkoeling, zowel de Aarde als de Maan zijn ontstaan.

Een synestia is nog nooit rechtstreeks waargenomen maar ze kunnen mogelijk wel aangetroffen worden in andere zonnestelsels als astronomen daar gaan zoeken naar rotsachtige planeten en gasreuzen.

 

Eerste publicatie: 23 mei 2017
Bron: diverse persberichten