Neues aus der Wissenschaft

So ähnlich könnte es ausgesehen haben, als unser Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren entstand. Dazu haben Wissenschaftler der Universitäten Bonn und Berlin eine neue Theorie entwickelt und in der Dezember-Ausgabe der Fachzeitschrift "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" (Band 364, Seite 961) veröffentlicht.

Der bisherigen Theorie zufolge entstand unser Sonnensystem zusammen mit Hunderten weiterer Sterne aus einer riesigen Gas- und Staubwolke. Die Wolke zerfiel in zahlreiche "Knoten", die wiederum unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenfielen, bis sich unter dem steigenden Druck die Sonnen entwickelten.

Um viele dieser Sterne, darunter auch unsere Sonne, bildete sich eine Scheibe aus Gas und Staub. Staubteilchen blieben aneinander kleben und formten größere feste Strukturen, die durch ihre Schwerkraft weiteres Material aufsammelten und schließlich zu planeten wurden. Während dies für die sonnennahen Planeten ein schlüssiges Konzept ist, erklärt diese Theorie nicht die Entstehung der äußeren Planeten Uranus, Neptun und Pluto. Für diese würde der Prozess zu lange dauern. Nach den derzeitigen Modellen würden etwa hundert Millionen Jahre vergehen, bis sich solche Planeten bilden.

Denn Beobachtungen junger Sterne zeigen, dass sich die so genannte "protoplanetare" Staubscheibe schon nach wenigen Millionen Jahren komplett auflöst - astronomisch gesehen ein Wimpernschlag. Das Material wird entweder von der starken Ionenstrahlung der jungen Sonne hinaus getragen, von der Ultraviolettstrahlung heißer junger Riesensterne verdampft oder von den Schockwellen explodierender Sterne fortgerissen. "Uranus und Pluto dürften nach solchen Modellen gar nicht existieren", so die Forscher.

Die Planeten hatten möglicherweise einen Geburtshelfer: Ein Nachbarstern kam der jungen Sonne mit ihrer Staubscheibe so nahe, dass seine Anziehungskraft den Staubgürtel regelrecht durcheinander wirbelte. Verklumpungen entstanden, die unter ihrer eigenen Schwere zusammenfielen und dabei riesige Wirbel bildeten. In diesen Wirbeln sammelte sich der Staub, etwa wie sich Teekrümel in der Mitte der Tasse sammeln, wenn man den Tee umrührt. Dadurch konnten sich die Staubkrümel viel schneller zu Protoplaneten zusammenballen als in einer ungestörten Scheibe.

Computersimulationen, die jetzt in Bonn an einem Hochleistungsrechner durchgeführt wurden, zeigen, dass solche Gravitationsinstabilitäten nicht nur möglich sind, sondern dass die aus ihnen entstehenden Klumpen sogar die richtigen Umlaufbahnen haben. "Ein Neptun oder ein Pluto ist ebenso möglich wie eine Sedna oder ein 2003 UB313", sagt Diplom-Physiker Ingo Thies, wobei er auf zwei der größten bisher gefundenen Objekte jenseits des Neptun verweist.

In den nächsten Jahren wollen die Bonner Astronomen diesen neuen Weg der Planetenbildung mit verfeinerten Methoden und verbesserten Rechnern noch genauer unter die Lupe nehmen.