Zijn alle kometen in ons zonnestelsel op dezelfde plek geboren?
Alle kometen delen mogelijk hun geboorteplaats, stelt nieuw onderzoek. Voor het eerst ooit heeft astronoom Christian Eistrup chemische modellen toegepast op veertien bekende kometen, waarbij hij tot zijn verrassing een duidelijk patroon vond. Zijn publicatie is geaccepteerd in het blad Astronomy & Astrophysics.
Kometen: ijsballen of meer?
Kometen zoeven door ons zonnestelsel en bestaan uit ijs, stof en kleine rotsachtige deeltjes. Hun kernen kunnen tot tientallen kilometers in doorsnee zijn. ‘Kometen zijn overal, en soms hebben ze hele gekke banen om de zon. In het verleden zijn er zelfs kometen op aarde terechtgekomen,’ zegt Christian Eistrup. ‘We weten waaruit kometen bestaan en welke moleculen erin aanwezig zijn. Ze variëren in samenstelling, maar worden normaliter gezien als één groep ijsballen. Ik wilde daarom onderzoeken of kometen inderdaad één groep vormen, of dat we verschillende categorieën kunnen ontdekken.’
Een nieuwe kijk op kometen
‘Wat als ik onze bestaande chemische modellen eens toepas op kometen?’, dacht Eistrup tijdens zijn PhD. In het team, inclusief Ewine van Dischoeck, ontwikkelde hij modellen om de chemische samenstelling van protoplanetaire schijven te voorspellen – platte schijven van gas en stof die rond jonge sterren voorkomen. Het begrijpen van zulke schijven kan inzicht geven in hoe sterren en planeten vormen. Gelukkig voor Eistrup bleken de Leidse modellen ook van pas te komen bij het onderzoeken van kometen en hun oorsprong.
‘Ik vond het interessant om onze chemische modellen te vergelijken met openbare gegevens over kometen,’ zegt de astronoom. ‘Gelukkig hielp Ewine mij hierbij. Met wat statistische berekeningen keken we of er een bepaalde tijd of plaats was in ons jonge zonnestelsel waar onze chemische modellen en de data over kometen samenkomen.’ Dat bleek het geval, en zelfs in verrassende mate. Waar de onderzoekers hoopten op een aantal kometen met overeenkomsten, bleek dat alle veertien kometen dezelfde trend vertonen. ‘Er was één model dat het beste paste bij elke komeet, wat suggereert dat ze hun oorsprong delen.’
IJskoud
En die oorsprong ligt ergens dicht bij onze jonge zon, toen die nog omringd werd door een protoplanetaire schijf en onze planeten nog aan het vormen waren. Het model suggereert een bepaalde zone rond de zon, binnen het gebied waar koolmonoxide ijs wordt – relatief ver van de kern van de jonge zon. ‘Op deze plekken varieert de temperatuur van 21 tot 28 Kelvin, wat ongeveer min 250 graden Celsius is. Dat is extreem koud, zo koud dat vrijwel alle moleculen die we kennen dan ijs zijn.
‘Door onze modellen weten we dat er bepaalde reacties plaatsvinden in de ijsfase – al gaat dat erg langzaam, denk aan een tijdsspanne van 100.000 tot 1 miljoen jaar. Maar dat zou kunnen verklaren waarom er verschillende kometen zijn met verschillende samenstellingen.’
Maar als alle kometen op dezelfde plek zijn gevormd, hoe eindigen ze dan op verschillende plekken en met verschillende banen in ons zonnestelsel? ‘Ondanks dat we nu denken dat ze allemaal geboren zijn op vergelijkbare plekken rond ons jonge zonnestelsel, kunnen de banen van sommige van deze kometen verstoord zijn – bijvoorbeeld door Jupiter.’
Kometendatajager
Zoals een wetenschapper betaamt, plaatst Eistrup een kanttekening bij zijn publicatie. ‘Met slecht veertien kometen is onze steekproef behoorlijk klein. Daarom jaag ik nu op gegevens van nog veel meer kometen, om ze door ons model te halen en onze hypothese verder te toetsen.’ Eistrup hoopt daarnaast dat astronomen die de oorsprong en evolutie van ons zonnestelsel onderzoeken zijn resultaten kunnen gebruiken. ‘Ons onderzoek suggereert dat kometen zijn ontstaan tijdens de periode die zij onderzoeken, dus wellicht biedt deze informatie hen nieuwe inzichten.’
Hij wil ook graag in contact komen met andere komeetonderzoekers. ‘Omdat wij een nieuwe trend laten zien, zou ik ons onderzoek graag met andere onderzoekers bediscussiëren.’
De oorsprong van leven
Kometen en leven op aarde, ze gaan hand in hand. ‘We weten nog steeds niet hoe het leven op aarde is begonnen. Maar de chemie op kometen kan leiden tot de productie van organische moleculen, waaronder een aantal bouwstenen van het leven. En als de juiste komeet de juiste planeet raakt, met de juiste omstandigheden, dan zou zomaar leven kunnen ontstaan,’ concludeert Eistrup. Dus begrijpen waar kometen vandaan komen, zou ons mogelijk kunnen helpen het ontstaan van leven op aarde te ontrafelen.
Wil je meer weten over kometen die leven naar aarde brengen? Bekijk het filmpje van Speaking of Chemistry:
Vanwege de gekozen cookie-instellingen kunnen we deze video hier niet tonen.
Bekijk de video op de oorspronkelijke website ofPublicatie
Headerafbeelding: ESA/Rosetta/NAVCAM – Deze Rosetta-navigatiefoto van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko is gemaakt op 7 juli 2015, op 154 kilometer afstand van de kern van de komeet.
Tekst: Bryce Benda