In het Friese stadje Franeker bevindt zich een mechanisch wonder. Al sinds 1781 bevindt zich achter een charmant klokgeveltje het planetarium van Eise Eisinga, het oudste nog werkende planetarium ter wereld. Daar kun je ons zonnestelsel zien: de zon in het midden, de planeten als bollen hangend aan het plafond. Alles beweegt, dankzij een uitgebreid raderwerk dat je als bezoeker alleen kunt horen.

Dit is het beeld van ons zonnestelsel dat de meeste mensen hebben: regelmatig als een klok, dankzij de tandwielen der zwaartekracht. Dat beeld klopt. Omloopsnelheden laten zich keurig voorrekenen: de overgang van Mercurius van komende maandag zult u ook bij het eeuwenoude planetenballet in Franeker kunnen bewonderen.

Het is alleen wel het beeld op onze eigen tijdschaal. Op haar eigen tijdschaal is ons miljarden jaren oude zonnestelsel een dynamisch epos waarin complete planeten op elkaar inrammen, van baan verwisselen, manen verpletteren tot ringen van stof en waar exotische bezoekers opduiken.

Momentopname

Dat is het verhaal van het boek De Zaak Zonnestelsel, door de Leidse hoogleraar sterrenkunde Simon Portegies Zwart en wetenschapsauteur Martijn van Calmthout. ‘Het zonnestelsel zoals wij dat om ons heen zien, is echt maar een momentopname. Wat we zien is een still uit een meeslepende avonturenfilm waarvan we hooguit de samenvatting kennen. En waarvan het script, als het bestaat, nog niet is gevonden.’

De avonturenfilm is in elk geval deel zoveel in een serie: ons zonnestelsel, en wij dus ook, bestaan uit gerycled sterrenstof. In den beginne – 13,8 miljard jaar geleden – was er de Oerknal. Al snel ontstaat er een baby-universum met alleen de chemische elementen waterstof, helium en lithium.

In die soep van gas zitten klontjes, en dankzij de zwaartekracht worden die groter en groter totdat de eerste sterren ontstaan. Als grote sterren een paar miljard jaar oud zijn, ontploffen ze, en bij die nova’s komen zulke enorme krachten vrij dat de kleine elementen samensmelten tot zwaarder spul, zoals ijzer en koolstof.

Dat puin van die ontploffingen klit weer samen tot nieuwe sterren die ook weer kunnen ontploffen en pas 4,6 miljard jaar geleden ontstaat er ergens in een armpje van onze Melkweg onze zon.

Bijna elke ster heeft planeten, meestal de restjes van het proces waarbij ze gevormd zijn, en zo ook de onze. Op dit moment heeft het zonnestelsel er acht, eentje meer dan het planetarium in Franeker: Uranus werd ontdekt in 1781, toen Eisinga al zeven jaar aan het werk was en echt niet meer opnieuw ging beginnen.

Het lijkt erop dat er ooit meer planeten waren. Op papier zouden het er minstens zestien kunnen zijn. Waren die er ooit, en zijn ze zoekgeraakt? Onze maan lijkt bijvoorbeeld het resultaat te zijn van een botsing tussen de aarde en Theia, een planeet ter grootte van Mars. Fysisch-chemisch gezien lijkt de maan op de aarde, maar er is dus wel verschil: mogelijk zitten er restjes van Theia in onze maan.

Omgekeerd is er het dwergplaneetje Sedna, pas deze eeuw ontdekt. Ver buiten Neptunus nog draait Sedna haar ellipsvormige baan, die schuin staat op het vlak waar de andere planeten in liggen. Sedna lijkt, zo blijkt uit de simulaties van Portegies Zwart, afkomstig uit een ander sterrenstelsel.

Botsing

Toen ons eigen zonnetje nog jong was, moet er een twee keer zo grote ster met planetenstelsel en al op ons stelsel af zijn gevlogen met een snelheid van vier kilometer per seconde. Een botsing bleef uit, uiteraard, maar de buitenstelsels van de twee sterren vlogen door elkaar.

Sedna bleef achter bij ons, en misschien dat er omgekeerd ook planeten uit ons stelsel geroofd zijn. Dat zou ook verklaren waarom de Kuipergordel, een ring van ruimtepuin rondom onze planeten, ineens ophoudt. ‘Het lijkt niet alleen alsof er een hap uit is genomen, vermoedelijk is dat ook echt zo.’

Niks gezapig draaiende bolletjes, dus. ‘Het huidige zonnestelstel wordt bevolkt door de overlevers van een lange, woeste geschiedenis. Een zonnestelsel als het onze dat is uitgeraasd, is een beetje als een uurwerk met tandwielen die precies in elkaar zijn afgesleten.’

Piepjong

Ook op en om de bolletjes zelf is er volop actie. De ringen rond Saturnus zaten er niet al vanaf het begin: waarschijnlijk zijn het resten van een maantje dat door de getijdewerking van de planeet uit elkaar is getrokken, of bij een botsing uit elkaar is gespat. Volgens de laatste metingen zijn die ringen zelfs maar tien tot honderd miljoen jaar oud: ‘Piepjong vergeleken met de miljarden jaren dat Saturnus al bestaat.

Op kosmische schaal zijn de ringen een tijdelijk en eenmalig schouwspel, waarvan wij als mensheid toevallig getuige mogen zijn.’ De rode vlek van Jupiter – een wervelstorm die groter is dan de aarde – is zelfs maar een paar eeuwen oud. ‘Nog geen oogwenk in de miljarden jaren die het zonnestelsel de tijd heet voor veranderingen.’

Deze week verliet ruimtesonde Voyager 2 ons zonnestelsel. Afgezien van die twee Voyagers is het stelsel dus de plek waar wij, de mensheid, al onze spullen bewaren.
Het lijkt vrijwel uitgesloten dat uzelf er ooit wegkomt, en alleen al daarom is het goed om te weten dat onze plek allesbehalve saai is. De Zaak Zonnestelsel is een vakkundig geschreven boek om iedereen daarop te wijzen.

Martijn van Calmthout en Simon Portegies Zwart
De Zaak Zonnestelsel – Wat er gebeurde met de Zon en de planeten
Uitgeverij Lias, 192 blz. € 19,99