Sterren die het zonnestelsel passeren, kunnen planeten uit hun baan trekken. Die zouden daardoor de zon of de interstellaire ruimte in kunnen vliegen.
Sterren die ons zonnestelsel voorbij schieten, zouden meer overhoop kunnen halen dan astronomen tot nu toe dachten. Zo kunnen ze Pluto’s baan in de war schoppen, ervoor zorgen dat Mercurius de zon in vliegt – of zelfs de baan en het klimaat van de aarde catastrofaal veranderen. De totale kans op dit soort gebeurtenissen lijkt nog steeds klein. Maar dat de invloed van passerende sterren groter is dan verwacht betekent wel dat zulke rampen misschien behoorlijk vaak voorkomen in andere planetenstelsels.
Extreem onwaarschijnlijk
Ooit dacht men dat de banen van planeten zo voorspelbaar en onveranderlijk zijn als een uurwerk. Maar moderne astronomen hebben vastgesteld dat ze dat op de lange termijn allesbehalve zijn. Deze inherente onvoorspelbaarheid, of chaos, zorgt ervoor dat het lastig is om te bepalen wat er de komende paar miljard jaar met het zonnestelsel gebeurt.
Het Grote Kosmische Inslag-spel: kun jij een ramp voorkomen?
Wat moet de mensheid doen wanneer een planetoïde op de aarde afstevent? ...
Volgens sommige simulaties zal het zonnestelsel zichzelf uit elkaar trekken. De meest waarschijnlijke manier waarop dat zou kunnen gebeuren, is als de baan van Mercurius onverhoopt komt samen te vallen met die van Jupiter. Dat zou ertoe kunnen leiden dat de kleinste van de twee planeten wordt weggeduwd. Hij kan dan ofwel op de zon of op Venus neerstorten, of de aarde en Mars op ramkoers met elkaar brengen.
Een andere mogelijke bron van rampspoed zijn sterren die de zon passeren op een paar zonnestelsel-breedtes afstand. Zulke gebeurtenissen zijn echter extreem onwaarschijnlijk. De kans dat ze plaatsvinden is maar 1 procent per miljard jaar.
‘De grootste bedreiging’
Nu hebben de astronomen Sean Raymond van de Universiteit van Bordeaux in Frankrijk en Nathan Kaib van het Instituut voor Planetaire Wetenschap in de Amerikaanse staat Arizona ontdekt dat niet alleen deze zeldzame gebeurtenissen ons zonnestelsel uit het lood kunnen slaan. Ook alledaags sterrenverkeer kan zulke effecten veroorzaken. ‘We keken naar typische, doorsnee sterrenpassages’, zegt Raymond. ‘Dit zijn sterren die de zon, in kosmische zin, voortdurend passeren.’
Raymond en Kaib ontwikkelden vijf simulaties met verschillende typen sterrenpassages, en voerden die elk duizend keer uit. Elke run had een net iets andere startpositie van de acht planeten van het zonnestelsel en Pluto, en duizenden sterren die rondvlogen op basis van wat we weten over de lokale sterrenpopulatie.
Het tweetal stelde vast dat de totale kans dat een planeet in het zonnestelsel van zijn koers af wordt gebracht 50 procent hoger is dan op basis van alleen de interne chaos. ‘Een door een sterrenpassage veroorzaakte instabiliteit kan op elk moment plaatsvinden. Een instabiliteit veroorzaakt door interne factoren heeft een veel grotere kans om over 4 tot 5 miljard jaar te gebeuren’, zegt Raymond. ‘Dat maakt sterrenpassages de komende ruim 4 miljard jaar tot de grootste bedreiging voor de stabiliteit van het zonnestelsel.’
Opwarmend klimaat
Het meest verrassende potentiële slachtoffer van stellaire indringers was Pluto. Raymond en Kaib stelden vast dat die een kans van 5 procent loopt om instabiel te worden. ‘Geen enkele eerdere studie neemt aan dat Pluto überhaupt kans loopt om instabiel te worden’, zegt Raymond, door de ‘kalmerende’ werking van de zwaartekracht van Neptunus.
Ook stelden de onderzoekers vast dat de kans dat Mercurius in een chaotische baan wordt geslingerd, wat een lawine-effect zou kunnen hebben op andere planeten, 50 tot 80 procent hoger ligt dan eerdere schattingen. Wel blijft de absolute kans daarop klein: 0,6 procent voor de komende paar miljard jaar.
Hetzelfde geldt voor Mars, Venus en de aarde, waarbij de absolute risico’s stijgen naar respectievelijk 0,3, 0,2 en 0,05 procent. Daarbij is er een kans van 0,3 procent dat de aardbaan op zo’n manier verandert dat het klimaat significant warmer wordt, zegt Raymond. ‘De variëteit aan manieren waarop het zonnestelsel uit elkaar kan vallen is veel groter dan eerder gedacht.’
Vernietigde planeten
De kans dat een ster het evenwicht in ons zonnestelsel gedurende de komende paar miljard jaar verstoort, blijft klein: de kans dat een baan overhoop wordt gehaald, stijgt van ongeveer 1 naar circa 1,5 procent. Maar het feit dat sterren meer invloed hebben dan gedacht zou wel consequenties kunnen hebben voor andere planeetstelsels, zegt Raymond. ‘Eén op de duizend klinkt als niets, maar we kennen meer dan duizend exoplaneten. Dus zelfs als dit niet bij ons gebeurt, doet dit ertoe bij het interpreteren van wat er ‘daarbuiten’ gebeurt.’
Dimitri Veras, astrofysicus aan de Universiteit van Warwick in Engeland, wijst erop dat het zonnestelsel sowieso over 5 miljard jaar wordt opgeschud, als de zon in een witte dwerg verandert en daarbij mogelijk de binnenste planeten vernietigt. ‘Bij meer dan 1700 planeetstelsels rond witte dwergen hebben we planetair puin in de atmosferen van de witte dwergen zelf aangetroffen’, zegt hij.
Door te begrijpen hoe planetenstelsels zoals het onze kunnen evolueren, kunnen we ook beter begrijpen wat er is gebeurd met de stelsels die al zíjn getransformeerd, stelt Raymond.
