Leidse astronomen zijn erin geslaagd om de eerste 100 miljoen jaar van de geschiedenis van de Oortwolk door te rekenen. En dat leidt tot enkele interessante ontdekkingen.

Regelmatig scheren er nieuwe kometen door het binnenste deel van ons zonnestelsel om vervolgens weer voor duizenden of zelfs tienduizenden jaren uit het zicht te verdwijnen. Aangenomen wordt dat deze ruimtestenen afkomstig zijn uit de – nog altijd hypothetische – Oortwolk: een enorme verzameling kometen die zich aan de rand van ons zonnestelsel bevindt. Veel was er echter over deze veronderstelde wolk nog onbekend. Maar daar brengt een nieuw onderzoek verandering in.

Oortwolk
Het bestaan van de Oortwolk werd in 1950 geopperd door de Nederlandse sterrenkundige Jan Hendrik Oort. Deze wolk zou namelijk de steeds nieuwe kometen met langgerekte banen in ons zonnestelsel verklaren. Verstoringen van kometen in deze wolk – bijvoorbeeld door toedoen van sterren die ons zonnestelsel passeren – zouden ervoor zorgen dat sommige ervan de Oortwolk uitgekegeld worden, in een elliptische baan rond de zon belanden en daarbij en passant het binnenste van ons zonnestelsel aan doen.

Vorming
Hoe de Oortwolk precies is ontstaan, was tot nu toe een groot raadsel. Het verhaal luidt dat de Oortwolk in de jonge jaren van ons zonnestelsel het levenslicht zag. Maar hoe dat precies ging, is in nevelen gehuld. Dat komt doordat er een serie van gebeurtenissen plaatsvindt die een computer lastig in zijn geheel kan nabootsen. Sommige processen duurden slechts een paar jaar en vonden op relatief korte afstanden plaats, vergelijkbaar met de afstand tussen de aarde en de zon. Andere processen duurden miljarden jaren en vonden plaats over lichtjaren afstand, vergelijkbaar met afstanden tussen sterren. “Als je het geheel in een computer wilt doorrekenen, loop je onherroepelijk vast,” legt Simon Portegies Zwart, sterrenkundige aan de universiteit Leiden, uit. “Daarom waren er tot nu toe alleen maar losse gebeurtenissen gesimuleerd.”

Ontstaansgeschiedenis
Maar een team van Leidse astronomen is er nu toch in geslaagd om de gehele ontstaansgeschiedenis van de Oortwolk in kaart te brengen. In hun studie rekenden ze de eerste 100 miljoen jaar van de geschiedenis van de veronderstelde wolk door. Hoe ze dat voor elkaar kregen? Net als bij eerdere studies zijn ze allereerst van losse gebeurtenissen uitgegaan. Deze losse gebeurtenissen wisten ze vervolgens aan elkaar te verbinden. Het eindresultaat van de eerste berekening gebruikten ze als startpunt voor de volgende. En op die manier ontstond er uiteindelijk een volledig beeld van de vorming en de jonge jaren van de Oortwolk.

Overblijfsel
De bevindingen bevestigen dat wat men al dacht: de Oortwolk is een overblijfsel van de protoplanetaire schijf met gas en stof waaruit ons zonnestelsel zo’n 4,6 miljard jaar geleden is ontstaan. De kometen in de Oortwolk komen grofweg uit twee verschillende plekken uit het heelal. Het eerste deel van de objecten komt uit ons eigen zonnestelsel. Dit zijn brokstukken en planetoïden die door de grote planeten naar buiten zijn geslingerd. Soms ging dat overigens mis. En deze brokstukken vinden we nog steeds terug in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. Het tweede deel van de objecten komt van andere sterren, zo betogen de onderzoekers. Toen de zon net het levenslicht had gezien, waren er nog een duizendtal andere sterren in de buurt. De Oortwolk zou mogelijk kometen hebben ingevangen die oorspronkelijk bij deze andere sterren hoorden.

Weerleggen
Niet alleen wisten de onderzoekers overigens theorieën te bevestigen, ook slaagden ze erin om een aantal gebeurtenissen te weerleggen. Zo blijkt uit de nieuwe resultaten dat de Oortwolk relatief laat is ontstaan, op het moment dat de zon al uit de groep sterren waarin hij was geboren, was weggeslingerd. Daarnaast stellen de Leidse astronomen dat een in 2005 geopperde hypothese die luidde dat de Oortwolk het gevolg zou zijn van een migratie van reuzenplaneten in het zonnestelsel – en ook de vele oude kraters op de maan verklaarde – onjuist is.

De bevindingen geven ons een hele nieuwe kijk op de mysterieuze Oortwolk. “Met onze berekeningen laten we zien dat de Oortwolk ontstond uit een soort kosmische samenzwering,” concludeert Portegies Zwart. “Daarbij spelen nabije sterren, planeten, en de Melkweg allemaal een rol. Ieder van de afzonderlijke processen zouden op zichzelf de Oortwolk niet kunnen verklaren. Je hebt echt het samenspel en de juiste choreografie van ieder proces nodig. En dat blijkt overigens best logisch te verklaren uit de ontstaansgeschiedenis van de sterren. Dus hoewel de Oortwolk gecompliceerd gevormd wordt, is hij waarschijnlijk niet uniek.”

Hoe groot de kans is dat dit daadwerkelijk allemaal heeft plaatsgevonden? “De wanhoop speelde ons geregeld parten,” zegt Portegies Zwart. “Pas toen de berekeningen waren afgerond, vielen alle puzzelstukjes plotseling op hun plaats en zag het er allemaal eigenlijk heel natuurlijk en vanzelfsprekend uit. Dat vind ik een van de mooiste dingen aan wetenschapper zijn. Je ziet plotseling hoe verwrongen we decennialang hebben gedacht over dit probleem totdat het eigenlijk heel natuurlijk blijkt te zijn.”