Onderzoekers komen met een nieuwe theorie over hoe de maantjes van transneptunische objecten zich vormden.

Transneptunische objecten (ofwel TNO’s) zijn een groep ijzige en rotsachtige kleine planetoïden en dwergplaneten die zich ten opzichte van de zon buiten de baan van Neptunus bevinden. Een bekende is dwergplaneet Pluto. TNO’s zijn waarschijnlijk tegelijkertijd met ons zonnestelsel gevormd. Het begrijpen van hun oorsprong kan daarom belangrijke aanwijzingen geven over hoe het hele zonnestelsel is ontstaan. Onderzoekers hebben zich in een nieuwe studie over deze TNO’s gebogen en hebben ontdekt hoe zij zich samen met hun maantje mogelijk miljoenen jaren geleden hebben gevormd.

Manen
In 2015 vloog ruimtevaartuig New Horizons langs Pluto. De dwergplaneet trok samen met zijn maantje Charon veel bekijks en wetenschappers kregen dankzij de flyby steeds meer interesse in transneptunische objecten. Sindsdien zijn er veel nieuwe, kleine satellieten ontdekt rond grote TNO’s. We weten nu bijvoorbeeld dat alle bekende TNO’s met een diameter groter dan 1000 kilometer een maantje hebben.


Eigenschappen
Door te gaan begrijpen hoe TNO’s samen met hun maantjes zijn ontstaan, kunnen we beter de oorsprong en de evolutie van het gehele zonnestelsel begrijpen. In de studie analyseerden de onderzoekers dan ook belangrijke eigenschappen van TNO’s en hun manen, zoals bijvoorbeeld hun banen, de samenstelling en rotatiesnelheden. Deze kunnen namelijk een aantal aanwijzingen geven over hoe ze zijn ontstaan en kunnen op hun beurt gerelateerd zijn aan hoe de banen van de reuzenplaneten Jupiter, Saturnus, Neptunus en Uranus sinds de beginjaren van ons zonnestelsel zijn veranderd.

Verklaring
Om de vorming en evolutie van de TNO’s met hun manen te bestuderen, gebruikten de onderzoekers geavanceerde computersimulaties. En uit deze simulaties blijkt dat de grootte en baan van de satellietsystemen van grote TNO’S waarschijnlijk te verklaren zijn door botsingen met hun gesmolten voorlopers. Bovendien blijkt uit de simulaties dat grote TNO’s intern warmte kunnen vasthouden en zelfs over een tijdspan van miljoenen jaren gesmolten kunnen blijven. Dit betekent dat de TNO’s mogelijk vrij snel zijn gevormd in de eerste 700 miljoen jaar van ons zonnestelsel en al bestonden nog voordat de buitenste planeten van ons zonnestelsel – zoals Neptunus – in hun huidige banen terechtkwamen.

De simulaties laten zien dat de hemellichamen mogelijk voor zeker een miljoen vloeibaar konden blijven. Afbeelding: Arakawa et al. (2019) Nature Astronomy

Een opvallende bevinding. Want eerdere theorieën suggereerden juist het tegendeel; TNO’s zouden nooit gesmolten kunnen zijn geweest bij hun vorming, omdat radionucliden (isotopen van elementen die hemellichamen nodig hebben om gesmolten te worden) niet zo’n lang leven beschoren zouden zijn. Maar volgens de onderzoekers komen hun resultaten overeen met de bevindingen uit andere studies die zich bezighouden met de vorming van planeten. Er is echter nog wel veel werk te verzetten om de oorsprong van planetaire hemellichamen van ons zonnestelsel echt te doorgronden.