Een zonachtige ster zou miljarden jaren geleden ons zonnestelsel verstoord hebben.

Deze hypothese van onderzoekers van het Max Planck Instituut kan een hoop opvallende kenmerken van het buitenste deel van het zonnestelsel goed verklaren. Hoe zit het bijvoorbeeld met de lagere massadichtheid aan de rand van het zonnestelsel? En waarom hebben sommige planeten zo’n vreemde baan? Een indringende ster zou hier weleens wat mee te maken kunnen hebben.

Ontmoetingen

Ontmoetingen van sterren zoals beschreven in de studie zijn erg zeldzaam. Echter, sterren zoals onze zon worden in de meeste gevallen geboren in grote groepen sterren, die veel dichter op elkaar zijn gepakt. Daarom kwamen scheervluchten van sterren in het verre verleden wat vaker voor. De onderzoekers ontdekten dat de kans op een dergelijke scheervlucht in de eerste miljard jaar van het leven van de zon, zo’n 20 tot 30 procent was.

Zonnestelsel
Ons zonnestelsel vormde zich miljarden jaren terug. En onze zon is waarschijnlijk ongeveer tegelijkertijd ontstaan uit een enorme gaswolk. Tijdens dit proces ontstond er een vlakke schijf, waar niet alleen grotere planeten zich vormden, maar ook kleinere objecten zoals planetoïden en dwergplaneten.

Opvallende kenmerken
Vanwege de vlakheid van de schijf zou je verwachten dat de baan van de planeten rond is. En als we kijken tot Neptunus, dan lijkt dat ook het geval. De meeste planeten hebben vrij ronde banen en hun orbitale hellingen variëren slechts in een geringe mate. Maar na Neptunus wordt het allemaal wat rommeliger. Neem bijvoorbeeld de dwergplaneet Sedna. Deze beweegt in een hellende, zeer excentrische baan. Daarnaast is Sedna het verst gelegen lid in ons zonnestelsel. Net buiten de baan van Neptunus gebeurt er nog iets vreemds. De cumulatieve massa van alle objecten daar daalt namelijk drastisch met bijna drie ordes van grootte.

Verklaring
Hoe zijn deze afwijkingen te verklaren? De nieuwe studie suggereert dat miljarden jaren terug een ster de pasgeboren zon naderde en vervolgens het meeste van het buitenste materiaal van de protoplanetaire schijf wegkaapte. Het overgebleven materiaal bleef achter in hellende en excentrische banen. Tot deze conclusie kwamen de onderzoekers niet gemakkelijk. Ze voerden duizenden computersimulaties uit om te controleren wat voor effect een ster zou hebben als hij dichtbij de schijf in de buurt zou komen en de boel zou verstoren. De ster had waarschijnlijk dezelfde massa als onze zon en vloog voorbij op ongeveer 3 keer de afstand tot Neptunus.

De hypothese verklaart niet alleen de vreemde banen van objecten aan de rand van het zonnestelsel, maar biedt daarnaast ook een natuurlijke verklaring voor sommige andere opvallende kenmerken. Bijvoorbeeld de massaverhouding tussen Neptunus en Uranus en het bestaan van twee verschillende kuipergordel objecten.

“Het is belangrijk dat we alle mogelijkheden over de vorming van het buitenste deel van ons zonnestelsel afgaan,” zegt co-auteur Pedro Lacerda. “En hoewel we steeds meer informatie verkrijgen, is er nog veel bewegingsruimte binnen verschillende theorieën. Onze hypothese laat echter zien dat veel van wat we op dit moment weten, verklaard kan worden door iets simpels als een stellaire scheervlucht van een ster.” Hoewel de theorie relatief realistisch is, geeft het nog geen definitief bewijs dat de ster daadwerkelijk de opvallende kenmerken aan de rand van ons zonnestelsel heeft veroorzaakt. Daarom moet het vooral worden beschouwd als een optie, die de vorming van het buitenste gedeelte van het zonnestelsel op een andere manier kan verklaren.