Mittwoch, 8. Juni 2011

Jupiter verhinderte weiteres Wachstum des Mars

Ein maßstabsgetreuer Größenvergleich der Planeten Venus (l.), Erde und Mars (r.) | Copyright: NASA

Boulder/ USA - Mit einer Computersimulation haben Wissenschaftler die Frage beantwortet, warum der Mars nur annähernd halb so groß ist wie die Erde und nur ein Zehntel ihrer Masse aufweist. Offenbar war es der Gasriese Jupiter, der kurzzeitig ins Innere des Sonnensystems vorgedrungen war und die dortige Region wie ein gigantischer Staubsauger von Planetenmaterial für das weitere Wachstum des Mars gereinigt hatte.

Lange Zeit war die im Vergleich zu den Nachbarplaneten Erde und Venus geringe Größe des Mars Astronomen ein Rätsel, entstanden die inneren Planeten des Sonnensystems doch eigentlich mehr oder weniger gemeinsam. Im Fachmagazin "Nature" hat das internationale die Forscher um Dr. Kevin Walsh vom "Southwest Research Institute" die Ergebnisse seiner Simulationen des frühen Sonnensystems veröffentlicht.

Diese zeigen auf, wie der ebenfalls noch junge Jupiter sich der Sonne bis auf 1,5 astronomische Einheiten, also dem 1,5fachen Abstand zwischen Sonne und Erde, genähert und hierbei die hiesige Region von Material gereinigt haben könnte und damit den ebenfalls noch geradezu embryonalen Mars am weiteren Anwachsen durch Zusammenstöße und Verschmelzungen von Planetenbausteinen in Form von zehn bis hundert Kilometer großen Himmelskörpern, sogenannten Planetesimalen.

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Laut dem Computermodell der Forscher behielt der Jupiter diese Position im inneren Sonnensystem für mehrere zehntausend Jahre bei. Erst als auch der Ringplanet Saturn zunehmend an Masse gewann und ebenfalls in Richtung Sonne driftete, entstand eine Wechselwirkung zwischen den beiden Gasplaneten, welche beide Planeten wieder nach außen und an ihre heutigen Positionen brachte. "Wenn sich der Jupiter von seinem ursprünglichen Entstehungsort einwärts bis auf rund 1,5 astronomische Einheiten Abstand zur Sonne bewegt hat, und erst bei Bildung des Saturn umgekehrt ist und dann allmählich an seinen heutigen Ort wanderte, dann könnte dies die Verteilung von fester Materie im Inneren Sonnensystem gestört haben und erklären, warum der Mars so klein ist", so Walsh. "Die Frage war jedoch, ob eine nach innen und dann wieder nach außen gerichtete Migration des Jupiters durch die Region zwischen zwei und vier AU auch mit der Existenz des Asteroidengürtels übereinstimmen würde, der sich hier heute befindet."

"Das Resultat war fantastisch: Unsere Simulationen zeigt nicht nur, dass die Migration des Jupiter mit der Existenz des Asteroidengürtels vereinbar ist - sie erklären auch zahlreiche Eigenschaften des Asteroidengürtels, welche bislang noch nicht verstanden worden sind."

Dieser besteht aus zwei Sorten von Objekten: trockene Gesteinsbrocken, bei welchen es sich um Relikte der Planetenseminale des inneren Sonnensystems handelt und wasserhaltige Klumpen aus Eis und Gestein, die Kometen aus dem äußeren Sonnensystem gleichen.

Walshs Modell, das die Forscher als "Grand Tack Scenario" bezeichnen, bestätigt, dass durch die Migration des Planeten exakt diese Mischung entstanden sein sollte, als bei seiner ersten Reise der Jupiter einen Großteil der schon ursprünglich im Asteroidengürtel vorhandenen Gesteinsbrocken vor sich her schob und damit eine Zunahme der Dichte der Materiewolke auf Höhe der damaligen jungen Protoerde erzeugte. Zugleich brachte der Gasriese aber auch zahlreiche eisige Brocken aus dem äußeren Sonnensystem mit sich, wie sie sich auf der Höhe des heutigen Asteroidengürtels ansiedelten. Bei seiner späteren gemeinsam mit dem Saturn erfolgten Rückwanderung wurde dann ein weiterer Teil des Gesteinsmaterials zusehends zerstreut. Im äußeren Sonnensystem angekommen, stören Jupiter und Saturn dort noch heute die Bahnen von Gesteinsbrocken und lenken sie so in Richtung Asteroidengürtel.

Tatsächlich wird Walshs "Grand Tack Scenario" von Untersuchungen zahlreicher sonnenferner Planetensysteme und dortiger Planeten, in welchen Astronomen ebenfalls die Migration großer Gasplaneten in Richtung ihrer Sterne vermuten.


Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de /swri.org
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