Astronomen weten al lang dat planetenstelsels niet noodzakelijkerwijs dezelfde structuur hebben als ons eigen zonnestelsel.
Onderzoekers van de universiteiten van Bern en Genève (Zwitserland) hebben nu kunnen aantonen dat er vier soorten planetenstelsels bestaan en dat ons zonnestelsel in feite tamelijk uniek is (Astronomy & Astrophysics).
Ons zonnestelsel is netjes geordend: de kleinere rotsachtige planeten, zoals Venus, de aarde en Mars, bevinden zich relatief dichtbij de zon, terwijl de grote gas- en ijsreuzen, zoals Jupiter, Saturnus en Neptunus, meer afstand houden.
Tien jaar geleden merkten astronomen, op basis van waarnemingen met de Kepler-ruimtetelescoop, echter op dat planeten in andere stelsels qua grootte en massa meestal op hun naaste buren lijken, zoals als erwten in een dop.
Maar onduidelijk was het om een echte systematiek ging of dat de bevinding te wijten was aan de beperkingen van de waarnemingsmethoden, en de planeten in werkelijkheid onderling net zoveel verschilden als die in ons zonnestelsel.
Om daar meer inzicht in te krijgen, heeft een team onder leiding van astronoom Lokesh Mishra een methode ontwikkeld om de verschillen en overeenkomsten tussen de planeten van hetzelfde stelsel te bepalen.
Daarbij hebben de onderzoekers ontdekt dat er onderscheid kan worden gemaakt tussen ‘gelijksoortige’, ‘geordende’, ‘anti-geordende’ en ‘gemengde’ planetenstelsels. Planetenstelsels waarin de massa’s van naburige planeten op elkaar lijken, hebben een gelijksoortige architectuur.
Geordende planetenstelsels zijn stelsels waarin de massa van de planeten toeneemt met de afstand tot de ster – net als in ons zonnestelsel.
Als daarentegen de massa’s van de planeten ruwweg afnemen met de afstand tot de ster, is sprake van een anti-geordende architectuur.
En in een gemengd stelsel lopen de massa’s van planeet tot planeet sterk uiteen.
Uit de resultaten van Mishra en collega’s blijkt dat gelijksoortige planetenstelsels het meest voorkomen: ongeveer acht op de tien stelsels valt onder deze categorie.
De geordende categorie, waar ons zonnestelsel onder valt, is verrassend genoeg de meest zeldzame.
Volgens Mishra zijn er aanwijzingen dat zowel de massa van de gas- en stofschijf waaruit de planeten ontstaan, als de hoeveelheid zware elementen in hun moederster een rol spelen. Uit vrij kleine, lichte schijven en sterren met weinig zware elementen ontstaan gelijksoortige planetenstelsels.
Uit grote, zware schijven rond een ster met veel zware elementen ontstaan meer geordende en anti-geordende systemen.
En uit middelgrote schijven ontstaan gemengde systemen. Daarbij geldt wel dat de uiteindelijke architectuur van een planetenstelsel mede wordt bepaald door interacties, zoals botsingen en verdrijvingen, tussen de planeten onderling. (EE)
(Image Credit: NCCR PlanetS, Illustration: Tobias Stierli)
