Wetenschappers van de Universiteit van Arizona hebben ontdekt dat de dwergplaneet Pluto en zijn grootste maan Charon niet door een gewelddadige botsing zijn ontstaan, zoals lang werd gedacht, maar dat ze lange tijd aan elkaar vastzaten als een soort ‘hemelse sneeuwman’.
De nieuwe studie, gepubliceerd in het vakblad Nature Geoscience, zet een halve eeuw aan wetenschappelijke aannames op zijn kop. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat Charon op dezelfde manier ontstond als onze maan: door een catastrofale botsing waarbij de brokstukken zich later hergroepeerden. Deze theorie bleek echter niet te kloppen voor het koude buitengebied van ons zonnestelsel.
Het temperatuurverschil en de samenstelling tussen de binnenste en buitenste delen van ons zonnestelsel spelen hierin een cruciale rol. Bij de botsing die onze maan vormde, was het zo heet dat materialen zich gedroegen als vloeistoffen. De aarde bestond na de botsing voornamelijk uit gesmolten gesteente en metalen. In de ijzige buitenregionen waar Pluto zich bevindt, liggen de temperaturen rond de -230 graden Celsius. Bij zulke extreme kou gedragen materialen zich heel anders: het ijs en gesteente waaruit Pluto en Charon bestaan blijft stevig en breekt eerder dan dat het vervormt of smelt.
Met behulp van geavanceerde computersimulaties ontdekten de onderzoekers in de plaats een geheel nieuw type kosmische botsing. In plaats van te versplinteren, bleven de twee hemellichamen na hun botsing kort aan elkaar ‘plakken’, als een soort kosmische sneeuwman. Terwijl ze samen ronddraaiden, vormden ze tijdelijk één object voordat ze weer uit elkaar gingen. Daarna bleven ze door de zwaartekracht aan elkaar gebonden.
Verklaring voor verschillende samenstelling
De nieuwe theorie verklaart waarom de samenstelling van Pluto en Charon zo verschillend is van het aarde-maan-systeem. Onze maan bestaat grotendeels uit materiaal dat ooit deel uitmaakte van de buitenste lagen van de aarde, ontstaan door de zeer krachtige inslag waarbij de maan werd gevormd. Bij Pluto en Charon was de botsing zachter, waardoor beide hemellichamen hun unieke samenstelling grotendeels behielden. Pluto bestaat voor ongeveer 70 procent uit gesteente en 30 procent uit waterijs, terwijl Charon voor mogelijk meer dan 50 procent uit waterijs bestaat.
Dit proces zou ook kunnen verklaren waarom Pluto misschien een ondergrondse oceaan heeft. De wrijving die ontstond tijdens het uit elkaar gaan van de twee objecten genereerde zoveel warmte dat dit mogelijk een vloeibare waterlaag onder Pluto’s ijzige oppervlak creëerde. De onderzoekers willen nu verder onderzoeken hoe deze ‘kosmische kus’ Pluto’s geologische ontwikkeling heeft beïnvloed. Ook zijn ze benieuwd of vergelijkbare processen een rol hebben gespeeld bij de vorming van andere dubbelplaneten in het zonnestelsel.
Uniek in ons zonnestelsel
Het Pluto-Charon systeem is uniek in ons zonnestelsel. Sinds 2006 wordt Pluto niet langer als planeet, maar als dwergplaneet geclassificeerd. Met een doorsnede van 2.377 kilometer is Pluto kleiner dan onze maan, maar zijn metgezel Charon is met 1.212 kilometer relatief enorm: zijn omtrek is meer dan de helft van die van Pluto. Dit maakt Charon verhoudingsgewijs de grootste maan in ons zonnestelsel.
De twee hemellichamen draaien als een kosmische wals om elkaar heen, waarbij het zwaartepunt van hun dans zich tussen beide objecten bevindt. Dit betekent dat Pluto en Charon eigenlijk om elkaar heen draaien, in plaats van dat de maan uitsluitend om de dwergplaneet draait zoals bij de meeste planeet-maan-systemen. Ze houden elkaar ook in een synchrone rotatie: ze laten altijd dezelfde kant aan elkaar zien, alsof het danspartners zijn die elkaar voortdurend in de ogen kijken.
