Mittwoch, 27. Februar 2013

Astrophysiker finden Geburtsort des Saturn


Der Saturnmond Titan vor seinem Planeten. | Copyright: NASA 

Kensignton (Australien) - Die Position des Gasriesen Saturn innerhalb des Sonnensystems hat sich seit der Entstehung des Ringplaneten kaum verändert. Zu diesem Schluss kommen australische Wissenschaftler anhand einer Analyse der chemischen Zusammensetzung des größten Saturnmondes Titan. Die Erkenntnis rüttelt an bisherigen Modellen zur Migration von Planeten in noch jungen Planetensystemen.

Wie die Forscher um Lucyna Kedziora-Chudczer und Jonti Horner von der University of New South Wales vorab auf "arXiv.org" berichten, konzentrierte sich ihre Studie auf einen Vergleich der Isotopenverhältnisse von Wasserstoff und Deuterium innerhalb der Titan-Atmosphäre.

Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass sich dieses Verhältnis innerhalb von Eispartikeln aus der Urwolke, aus der sich unser Sonnensystem einst gebildet hatte, mit zunehmendem Abstand zur frühen Sonne verändert hatte. Anhand einer Analyse dieses Verhältnisses ist es also möglich, auf den einstigen Geburtsort von Himmelskörpern zu schließen und so dessen Migrationsbewegungen durch das Sonnensystem zu rekonstruieren.


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"Das Ergebnis war auch für uns eine Überraschung", erläutert Kedziora-Chudczer. "Schließlich hatten wir nicht erwartet, dass sich der Gasreisen seit seiner Entstehung offenbar kaum vom Fleck bewegt hatte. Diese Erkenntnis scheint zu belegen, dass die gewaltigen Bewegungen, die wir anhand ferner Planetensysteme beobachten bzw. nachweisen können, in unserem eigenen Sonnensystem so nicht stattgefunden haben."

Tatsächlich spielt die planetare Migration eine Schlüsselrolle im Verständnis einer speziellen Kategorie von Exoplaneten (also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems), die es so in unserem Sonnensystem nicht gibt: Die sogenannten "Heißen Jupiter" (Hot Jupiter). Ungleich der Gasriesen im Sonnensystem, umkreisen diese Gasplaneten ihr Zentralgestirn auf sehr dichten Umlaufbahnen, weswegen sich ihre Atmosphäre stark aufheizt. Tatsächlich können solche Planeten aber nicht derart nah an ihren Sternen selbst entstanden sein - müssen also nach ihrer Entstehung in äußeren Regionen auf ihr Zentralgestirn zugewandert sein.

Auch in unserem eigenen Sonnensystem wird die Planetenmigrationstheorie zur Erklärung einiger Merkmale und Phänomene verwendet - darunter für die Existenz der Eisriesen Uranus und Neptun. "Beide Planeten müssen nach bisherigen Vorstellungen sehr viel dichter zur Sonne hin entstanden sein, da es an ihren heutigen Positionen für ihre Entstehung gar nicht genug Material gegeben haben sollte", zitiert die ABC Horner. "Einige Theorien vermuten, dass Uranus und Neptun vor ihrer Migration nach außen sozusagen die Plätze getauscht haben, während andere Forscher vermuten, dass sie ursprünglich zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Saturn entstanden sind. Diese Theorien erklären auch die Umlaufbahnen der kleinen Objekte im Kuipergürtel, die sogenannten Plutinos, da diese von Neptun sozusagen nach außen 'geschwemmt' wurden als dieser sich in die äußeren" Regionen des Sonnensystems bewegte.

Laut Horner liegt die Antwort auf den vermeintlichen Widerspruch der Migrationstheorie zu den aktuellen Messungen zum Saturn in der Vorstellung, dass einige Planeten mehr wandern als andere: "Wenn beispielsweise Jupiter sich in Richtung Sonne bewegt hätte, so hätte es weniger Material für die Ausformung des Saturns gegeben. Es ist aber genau dieses Material, mit dem die Planeten interagieren, das die Migration antreibt. Entsprechend hätte sich Saturn also weniger bewegt."



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Zugleich könnte der Saturn aber auch dort entstanden sein, wo er sich heute (wieder) befindet, danach gewandert und wieder an seinen Geburtsort zurückgekehrt sein. "Diese Vorstellung ist tatsächlich weniger absurd als es zunächst klingt", zitiert die ABC den Astronom Simon O'Toole vom Australian Astronomical Observatory, der nicht an der Studie beteiligt war. "Zwar klingt das recht weit hergeholt, dennoch gehen einige der Modelle der Planetenentstehung und -Evolution von leichten Pendelbewegungen von Planeten innerhalb ihrer Systeme aus. Anhand einiger Exoplaneten können wir eine solche Bewegung zunächst nach innen und dann wieder auswärts durch die Interaktion mit der Gravitation anderer Körper in diesen Systemen nachweisen."

- Die vollständige Studie finden Sie HIER

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Quelle: arxiv.org, abc.net.au
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