Hoe is ons zonnestelsel ontstaan?
Hoe is ons zonnestelsel ontstaan?
Laatste update: 17-04-2023
Alle leven op aarde is te danken aan de warmte van de zon. Ook voor het ontstaan van planeten was de zon belangrijk – ze waren er zonder de zon niet geweest. Hoe is het zonnestelsel ontstaan? Waarom draaien de planeten om de zon? En heeft ons zonnestelsel nu acht of negen planeten?
Redacteur: Anique Gijsberts
André Kuipers laat je de planeten zien.
Hoe is het zonnestelsel ontstaan?
Zo’n 4,5 miljard jaar is er op de plek van ons zonnestelsel alleen een grote wervelende wolk van gas en stof. Op een gegeven moment bezwijkt de wolk onder zijn eigen zwaartekracht, met een implosie als gevolg. In het centrum zorgt de druk en temperatuur er voor dat er kernfusie optreedt, waardoor waterstofdeeltjes worden omgezet in helium. Bij dit proces komt een grote hoeveelheid energie vrij in de vorm van licht en warmte. Een ster is gevormd: onze zon.
Kernfysicus Tony Donné legt uit hoe kernfusie in zijn werk gaat.
Niet alleen in de kern van de ronddraaiende wolk zoeken deeltjes elkaar op, ook daar omheen klonteren stof-, ijs- en gasdeeltjes langzaam samen tot planeten en manen. Het is geen toeval dat dicht bij de zon vooral aardachtige planeten worden gevormd, en verder weg meer gas-en ijsplaneten: dichterbij de zon bevinden zich in die wolk vooral de rots- en stofdeeltjes. Hieruit worden kleine, rotsachtige planeten gevormd: Mercurius, Venus, Aarde en Mars. Verder weg van de zon is het veel kouder. Daar vind je de gas- en ijsdeeltjes, waarvan er ook veel meer zijn dan van de stofdeeltjes. Hieruit worden de grote gasreuzen (Jupiter en Saturnus) en ijsplaneten (Uranus, Neptunus) geboren.
Hoe lang weten we al dat het zonnestelsel bestaat?
Al sinds de oudheid is duidelijk dat er planeten bestaan. De oude Grieken zien hemellichamen die bewegen tussen de sterren, die op hun beurt een vaste plek aan de hemel lijken te hebben. ‘Planetes’, noemen zij het: 'dwaalsterren’. Zij onderscheiden er zeven, namelijk Zon, Maan, Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus.
De oude Grieken noemden de bewegende hemellichamen 'planetes' – dwaalsterren.
In die tijd ontstaat ook het idee, uitgewerkt door Aristoteles, dat deze planeten allemaal om de aarde draaien. Hoewel verschillende denkers twijfelen aan dit idee, blijft het geocentrisch model tot in de middeleeuwen overheersend.
In 1543 verschijnt het boek De revolutionibus orbium coelestium van Nicolaas Copernicus, dat het geocentrische wereldbeeld aan het wankelen zou brengen. In dit boek komt Copernicus met wiskundig bewijs dat het heliocentrisch model bevestigt. Niet de aarde, maar de zon (helios) blijkt het middelpunt van ons zonnestelsel, en alle planeten draaien in een baan om de zon. In de zeventiende eeuw vindt Galileo Galilei bewijs voor deze theorie. Met zijn telescoop kon hij de banen van planeten laten zien, net als de manen die om Jupiter heen draaien.
De veroordeling van Galilei.
De ontdekking van de laatste twee planeten, Uranus en Neptunus, laat nog even op zich wachten. In 1781 ziet William Herschel een planeet terwijl hij het sterrenbeeld Tweelingen bestudeert. Hij vernoemt de planeet naar de Engelse koning George III: Georgium Sidus. Lange tijd staat de planeet zo bekend - al wordt hij ook wel Herschel genoemd, naar zijn ontdekker. In 1850 krijgt de planeet zijn huidige naam, net als de andere planeten uit ons zonnestelsel vernoemd naar een god uit de oudheid (Ouranous). Met de ontdekking van Neptunus in 1846 is ons zonnestelsel compleet.
Is Pluto nu wel of geen planeet?
Pluto is een beetje het buitenbeentje van ons zonnestelsel. Ooit een planeet, toen weer niet, en nu noemen we ‘m dwergplaneet. Hoe zit het nu? In 1930 ontdekt de Amerikaanse astronoom Clyde Tombaugh een planeet, de negende van ons zonnestelsel. Wederom is een god uit de oudheid de inspiratiebron voor de naam, in dit geval de Romeinse god van de onderwereld. De algemene aanname is dat ons zonnestelsel negen planeten kent, en dus wordt Pluto ook in schoolboeken en encyclopedieën als planeet omschreven.
Er is behoefte aan duidelijkheid over wanneer iets nu wel en niet een planeet genoemd mag worden. Daarom lanceert men in 2006 een definitie, tijdens een congres van de Internationale Astronomische Unie (IAU). Wetenschappers beschrijven de voorwaarden voor een planeet als volgt. Het hemellichaam moet:
- In een baan rond de zon draaien
- Voldoende massa hebben zodat het een (bijna) ronde vorm aanneemt
- Haar baan hebben schoongeveegd van andere objecten
Deze definitie betekent voor Pluto onmiddellijk degradatie tot dwergplaneet, een categorie waar ook kleinere hemellichamen als Ceres en Eris onder vallen. In oude schoolboeken zul je dus nog wel eens lezen dat ons zonnestelsel negen planeten kent, maar inmiddels is dit aangepast naar het juiste getal: acht.
Planeetonderzoeker Sebastiaan de Vet vertelt over het oppervlak van Pluto.
Hoewel, acht… Volgens sommigen bestaat ons zonnestelsel tóch uit negen planeten. Wetenschappers Konstantin Batygin en Michael E. Brown spreken op 20 januari 2016 hun vermoeden uit dat zich aan de rand van het zonnestelsel een negende planeet (‘Planeet Negen’) bevindt. Planeet Negen onttrekt zich echter tot op de dag van vandaag aan onze waarneming. De twee wetenschappers baseren hun theorie op het gedrag van andere objecten in de buurt.
Hoe zijn de manen ontstaan?
Naast planeten kent ons zonnestelsel ook manen, in totaal zo’n 170. Het grootste deel daarvan draait om de grote gasreuzen, Jupiter en Saturnus. Kleine planeten hebben in de regel veel minder manen. Venus en Mercurius hebben er zelfs geen enkele, onze eigen Aarde één.
Over het algemeen zijn de manen van een planeet veel kleiner dan hun planeet. Daardoor hebben ze bijna geen zwaartekracht, en kunnen gassen zo de ruimte in verdwijnen. Ze hebben daardoor geen atmosfeer. Een uitzondering is Titan, de grootste maan van Saturnus. Die heeft zelfs een dichtere atmosfeer dan de aarde. Onze maan is in vergelijking tot de aarde opmerkelijk groot, maar toch te klein om een atmosfeer te hebben.
De Italiaanse natuur- en sterrenkundige Galilei Galileo ontdekt dat niet alleen de aarde een maan heeft. Met een telescoop bestudeert hij andere planeten.
Manen kunnen op verschillende manieren ontstaan. Sommige zijn waarschijnlijk ontstaan door botsingen in de vroege geschiedenis van het zonnestelsel. Andere zijn gevormd door wolken puin die rond een planeet zijn achtergebleven, of gegroeid uit het gas en stof dat om grote planeten heen cirkelde. De kleine manen zijn vaak kometen of asteroïden, die door de zwaartekracht in een baan om een planeet zijn gevangen. Over het ontstaan van onze eigen maan wordt nog regelmatig gediscussieerd.
Als de aarde tussen de zon en de maan komt te staan, spreken we van een maansverduistering. Hoe gaat dat precies?
Waarom draaien planeten in een baan om de zon?
Na de ontdekkingen van Copernicus en Galilei geldt het heliocentrisch model als het juiste model. Ook Johannes Kepler (1571-1630) doet een duit in het zakje met wat later ‘de wetten van Kepler’ genoemd worden. Met deze drie wetten beschrijft hij de beweging van de planeten. Zo bewijst hij dat alle planeten een ellipsvormige baan aanhouden en beschrijft hij een verband tussen de straal van deze ellipsen en de omlooptijd.
De vraag is dan alleen nog hoe die planeten dan in hun baan kunnen blijven. Er moet wel een kracht aan ze trekken, anders zouden planeten alleen maar rechtdoor gaan. Hiervoor kwam Newton met een verklaring, die alles te maken heeft met zijn ontdekking van de zwaartekracht. Hij ontdekte dat alle objecten elkaar aantrekken. Je hebt vast wel eens gehoord van de anekdote dat zijn idee over de zwaartekracht ontstond toen hij onder een boom zat, en een appel op de grond zag vallen. De aarde trekt als het ware aan de appel, maar de appel trekt ook aan de aarde.
Waarom is de aarde rond?
Newton ontdekte dat deze theorie ook geldt voor gigantische objecten als manen, planeten en de zon. Maar, dacht hij, als ook zulke objecten elkaar aantrekken, moet die zwaartekracht wel extreem groot zijn. Zo groot dat de zon de baan van planeten, die anders in een rechte lijn door de ruimte zouden bewegen, kan afbuigen.
Newtons theorieën gelden nog steeds als een hoogtepunt in de wetenschap, maar hebben toch niet allemaal de toets der kritiek ongeschonden doorstaan. Einstein zou in het begin van de 20ste eeuw met een nieuwe, radicale theorie komen, de Relativiteitstheorie. Daarin beschrijft hij de zwaartekracht op een heel andere manier dan Newton.
"Het ligt voor de hand te veronderstellen dat ook op andere plaatsen in het heelal leven, en zelfs intelligent leven, is ontstaan of bezig is te ontstaan"
Waarom is in ons zonnestelsel alleen op aarde leven mogelijk?
Het lijkt heel gek: op aarde zijn alle omstandigheden voor leven precies goed, maar op Mars en Venus, onze buurplaneten, is voor zover bekend geen leven mogelijk. Dat komt doordat de aarde zich precies bevindt in het zogenoemde ‘Goudhaartjegebied’ (Goldilocks zone) – de bewoonbare zone waar dankzij de juiste temperatuur en atmosfeer leven mogelijk is.
In de zoektocht naar buitenaards leven letten onderzoekers dan ook vooral op planeten die zich in die zone bevinden. Zo zijn er al een aantal interessante ontdekkingen gedaan. Een recente is die van Proxima B, een planeet die zich precies in de leefbare zone bevindt. In deze longread vind je meer over de zoektocht naar buitenaards leven.
Leefbare planeten
In het kort
In een grote wolk van gas en stof worden waterdeeltjes door kernfusie omgezet in helium. Bij dit proces wordt door een grote hoeveelheid energie onze zon, planeten en manen gevormd.
Al sinds de oudheid is duidelijk dat er planeten bestaan. In 1543 ontdekt Copernicus dat de zon het middelpunt is, in plaats van de aarde.
Na een nieuwe definitie voor planeten uit 2006 is Pluto gedegradeerd tot dwergplaneet. Ons zonnestelsel kent nu acht planeten, in plaats van negen.
De wetten van Kepler beschrijven de beweging van de planeten. Newton verklaart met zijn zwaartekrachttheorie hoe de planeten in één baan kunnen blijven.
Voor leven op een planeet is een zogenoemde ‘Goldilocks Zone’ nodig. Een recente ontdekking is planeet Proxima B, die zich ook in een leefbare zone bevindt.
En je weet het!
Anderen het laten weten?
