Staartloze Manx-komeet uit Oortwolk bevat aanwijzingen over het ontstaan van het zonnestelsel

Astronomen hebben een uniek object ontdekt dat lijkt te bestaan uit materiaal uit het binnenste deel van het zonnestelsel, uit de tijd dat de aarde ontstond. Het is miljarden jaren opgeslagen geweest in de Oortwolk, ver van de zon. Waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope en de Canada-France-Hawaii Telescope laten zien dat C/2014 S3 (PANSTARRS) een langgerekte komeetbaan doorloopt, maar tegelijkertijd de eigenschappen vertoont van een maagdelijke planetoïde uit het binnenste deel van het zonnestelsel.

Het object, dat belangrijke aanwijzingen kan verschaffen over de vorming van het zonnestelsel, is het eerste in zijn soort. In een artikel dat vandaag in het tijdschrift Science Advances wordt gepubliceerd, komen hoofdauteur Karen Meech van het Instituut voor Astronomie van de universiteit van Hawaï en haar collega’s tot de conclusie dat C/2014 S3 (PANSTARRS) tegelijk met de aarde in het binnenste deel van het zonnestelsel is ontstaan, maar in een heel vroeg stadium verstoten is.

Hun waarnemingen wijzen erop dat het een oud rotsachtig hemellichaam is, in plaats van een moderne planetoïde die is afgedwaald. In dat opzicht is het dus een van de potentiële bouwstenen van de rotsachtige planeten, waartoe ook de aarde behoort. Vermoedelijk is het weggeslingerd uit het centrale deel van het zonnestelsel en heeft het miljarden jaren opgeslagen gezeten in de vriescel van de Oortwolk [1]. Karen Meech licht de onverwachte ontdekking toe: ‘We kenden al vele planetoïden, maar die zijn allemaal miljarden jaren gebakken door de nabije zon. Dit is de eerste ‘rauwe’ planetoïde die we zijn tegengekomen: hij komt uit de beste diepvries die er is.’

C/2014 S3 (PANSTARRS) is opgespoord met de Pan-STARRS1-telescoop en werd oorspronkelijk geclassificeerd als een weinig actieve komeet, iets meer dan twee keer zo ver van de zon als de aarde. Zijn huidige lange omlooptijd (ongeveer 860 jaar) wijst erop dat hij uit de Oortwolk komt, en vrij recent in een baan is geduwd die hem dichter bij de zon brengt. Het team merkte onmiddellijk op dat C/2014 S3 (PANSTARRS) een vreemd geval was, omdat hij geen staart ontwikkelde, zoals gebruikelijk is voor langperiodieke kometen die de zon naderen. Vandaar dat hij de bijnaam ‘Manx-komeet’ kreeg, naar de staartloze kat. Enkele weken na zijn ontdekking wist het team, met behulp van ESO’s Very Large Telescope in Chili, spectra van het zeer zwakke object vast te leggen.

Nauwkeurig onderzoek van het licht dat door C/2014 S3 (PANSTARRS) wordt weerkaatst, wijst erop dat het een typisch voorbeeld is van een planetoïde van type S. Zulke objecten worden doorgaans aangetroffen in het binnenste deel van de planetoïdengordel tussen de planeten Mars en Jupiter. Het lijkt niet op een doorsnee komeet: kometen zijn ijsachtig in plaats van rotsachtig en zijn vermoedelijk afkomstig uit het buitenste deel van het zonnestelsel. Het lijkt erop dat het materiaal waaruit hij bestaat nauwelijks veranderingen heeft ondergaan, wat erop wijst dat hij geruime tijd sterk bevroren is geweest. De zeer geringe komeet-achtige activiteit die met C/2014 S3 (PANSTARRS) wordt geassocieerd, en die in overeenstemming is met de sublimatie van waterijs, is ongeveer een miljoen keer zwakker dan die van actieve langperiodieke kometen op vergelijkbare afstand van de zon. De auteurs komen tot de conclusie dat dit object waarschijnlijk bestaat uit vers materiaal uit het binnenste deel van het zonnestelsel, dat opgeslagen is geweest in de Oortwolk en nu weer op de weg terug is naar zijn geboorteplaats.

Een aantal theoretische modellen zijn in staat om de structuur die we in het zonnestelsel waarnemen grotendeels te reproduceren. Een belangrijk verschil tussen deze modellen is wat zij voorspellen over de objecten waaruit de Oortwolk bestaat. De diverse modellen laten aanzienlijke verschillen zien in de verhouding tussen ijsachtige en rotsachtige objecten. Om die reden is deze eerste ontdekking van een rotsachtige object uit de Oortwolk een belangrijke test voor de verschillende voorspellingen van de modellen. De auteurs schatten dat er waarnemingen van 50 tot 100 van deze Manx-kometen nodig zijn om onderscheid te maken tussen de huidige modellen, waarmee een nieuwe rijke ader is aangeboord in het onderzoek van het ontstaan van het zonnestelsel. Medeauteur Olivier Hainaut (ESO, Garching, Duitsland) rondt af: ‘We hebben de eerste rotsachtige komeet ontdekt en zijn op zoek naar andere. Afhankelijk van hoeveel we er gaan vinden, zullen we weten of de reuzenplaneten door het zonnestelsel hebben gedanst toen ze jong waren, of dat ze rustig zijn opgegroeid, zonder al te veel van hun plek te komen.

Noten

[1] De Oort-wolk is een enorm gebied rond de zon – een soort reusachtige, dikke zeepbel. Geschat wordt dat hij biljoenen kleine, ijsachtige hemellichamen bevat. Zo nu en dan krijgt een van die objecten een zetje, waardoor deze naar het binnenste deel van het zonnestelsel toe valt en onder invloed van de zonnewarmte in een komeet verandert. Vermoed wordt dat deze ijsachtige hemellichamen in de begintijd van het zonnestelsel zijn weggeslingerd uit het gebied van de reuzenplaneten, die toen nog in wording waren.