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Dramatische Geburtswehen des Sonnensystems

Dramatische Umgestaltung vor rund 3,9 Milliarden Jahren schleuderte Kometen in Asteroidengürtel

Das Sonnensystem. © The International Astronomical Union/Martin Kornmesser/DLR

Vor rund 3,9 Milliarden Jahren erlebte das Sonnensystem eine katastrophale Wandlungsphase, in deren Verlauf die großen Gasriesen und der Asteroidengürtel erst ihre heutige Form und Position einnahmen. Dieses Szenario hat jetzt ein internationales Forscherteam in „Nature“ entworfen. Neben den Asteroiden wurden damals auch einige Kometen eingefangen und verursachten zahlreiche Kollisionen im Trümmerring zwischen Mars und Jupiter. Die Relikte dieser Kollisionen regnen bis heute als Mikrometeoriten auf Erde, Mond und andere Planeten herab.

Normalerweise gilt das Sonnensystem als ein Ort von relativer Stabilität, Änderungen ereignen sich hier nur allmählich, über Zeiträume von hunderten Millionen Jahren. Doch neue Modelle der Planetenbildung deuten jetzt darauf hin, dass dies früher ganz anders war. Zu bestimmten Zeiten erlebte die ganze Architektur des Sonnensystems dramatische Wandel. Einer dieser Zeitpunkte liegt wahrscheinlich 3,9 Milliarden Jahre zurück, wie jetzt ein internationales Forscherteam unter Leitung des Southwest Research Institute (SwRI) herausfand.

Katastrophale Umgestaltung vor 3,9 Milliarden Jahren

Zu dieser Zeit ereignete sich etwas, was die Gasriesen Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun erst in ihre endgültigen Position und Form brachte. „Von diesem letzten großen Ereignis der Planetenbildung scheint jeder Winkel des Sonnensystems betroffen gewesen zu sein“, erklärt Hal Levison, Hauptautor der Studie und Astronom am SwRI. Schlüsselbelege für dieses dramatische Ereignis fanden sich unter anderem in Proben von Mondstaub, die von den Astronauten der Apollo-Missionen auf die Erde zurückgebracht wurden.

Die darin entdeckten zahlreichen Mikrometeoriten zeugen deutlich von einer katastrophalen Ära, in der große Asteroiden und Kometen förmlich auf den Mond niedergeregnet haben müssen. Und nicht nur auf den Mond: Auch die Erde und andere Objekte im Sonnensystem waren betroffen. „Die Existenz der Erde und auch die Bedingungen , die unseren Planeten für uns erst bewohnbar machten, sind stark mit dem verbunden, was sich in dieser fernen Vergangenheit ereignete“, so der Astronom David Nesvorny.

Eingefangene Kometen im Asteroidengürtel

Was aber war damals genau passiert? Mithilfe eines Computermodells rekonstruierten die Wissenschaftler die Ereignisse der damaligen Zeit und konzentrierten sich dabei vor allem auf die Geschehnisse in der Region des heutigen Asteroidengürtels. Heute enthält dieser Bereich zwischen Mars und Jupiter eine breite Spanne verschiedenster Objekte, von primitiven Eis/Staub-Mischkörpern bis zu vulkanischen Brocken. Nach gängiger Lehrmeinung spiegelt diese Mischung die Zusammensetzung der Urwolke wieder, aus der alle Planeten und auch der Asteroidengürtel entstanden.

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Doch nach Ansicht von Levison und Co. waren es Kollisionen mit Kometen, deren Trümmer sowohl auf den Asteroiden als auch auf den Planeten einschlugen. Die Umgestaltungen des Sonnensystems vor 3,9 Milliarden Jahren trieben auch einige Kometen in den Asteroidengürtel, wo sie im Gedränge immer wieder mit anderen Objekten zusammenstießen. Da sie nicht sehr stabil sind, entstanden daraus Unmengen von Mikrometeoriten.

Mikrometeoriten als Mischung aus Kometen- und Asteroidenrelikten

„Einige der Meteoriten, die aus dem Asteroidengürtel stammen, tragen Anzeichen für Kollisionen vor 3,5 bis 3,9 Milliarden Jahren. Unserem Modell nach wurden sie von eingefangenen Kometen oder vielleicht deren Fragmenten getroffen“, erklärt Kleomenis Tsiganis von der Aristoteles Universität in Thessaloniki. „Dann erzählen sie uns die gleiche spannende Geschichte wie die Mondproben: Nämlich dass das Sonnensystem vor rund vier Milliarden Jahren Amok lief und sich neu konfigurierte.“

„Unsere Modelle zeigen, dass Kometen relativ leicht zerbrechen, wenn sie von etwas getroffen werden, zumindest verglichen mit den typischen Asteroiden”, ergänzt Alessandro Morbidelli vom Observatoire de la Cote d’Azur in Nizza. „Es ist unausweichlich, dass ein Teil der Trümmer auf Asteroiden, dem Mond und der Erde landete. Einige der Relikte dieser Kollisionen könnte noch heute auf uns herabregnen.“

(Southwest Research Institute, 17.07.2009 – NPO)

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