Mittwoch, 4. Dezember 2013

Dichte geringer als die von Wasser: Objekt im Kuiper-Gürtel verblüfft Astrophysiker und stellt Theorien zur Planetenentstehung in Frage


Künstlerischer Interpretation eines jungen Planetensystem. | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Pasadena (USA) - Planetenwissenschaftler haben im sogenannten Kuiper-Gürtel, einer ringförmigen Region außerhalb der Neptunbahn, die tausende Objekte - darunter schätzungsweise mehr als 70.000 Objekte mit mehr als 100 km Durchmesser - enthält, einen 650 Kilometer großes Objekt vermessen, dessen Dichte geringer ist als die von Wasser. Das Objekt aus der Kategorie der Zwergplaneten scheint damit bisherigen Theorien zur Entstehung von festen Körpern im Sonnensystem zu widersprechen.

Wie die Forscher um Michael Brown vom California Institute of Technology (Caltech) vorab auf "Arxiv.org" und in einer kommenden Ausgabe der Fachzeitschrift "Astrophysical Journal Letters" berichten, gehen Planetenforscher eigentlich davon aus, dass sich die Objekte des Kuiper-Gürtels seit den frühen Kindertagen unseres Sonnensystems kaum verändert haben. Aus diesem Grund gilt die Region denn auch als ideales Beobachtungslabor für die Erforschung des frühen Sonnensystems und früher Phasen der Planetenentstehung.


www.grenzwissenschaft-aktuell.de
 + + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Das Objekt mit der Bezeichnung "2002 UX25" scheint jedoch den bislang gültigen Theorien zur Entstehung fester Körper und Planeten zu widersprechen, geht diese doch davon aus, dass sich zunächst kleine Staubteilchen in der sogenannten protoplanetaren Scheibe um die noch junge Sonne durch Kollisionen miteinander zusammenfanden und in diesem fortschreitenden Prozess immer größer wurden. Aus diesem Vorgang gingen dann zunächst Zwergplaneten wie Pluto hervor. Doch auch andere Felsplaneten, etwa unsere Erde, entstanden auf diese Weise nach und nach.


Wenn nun jedoch große und feste Körper im Sonnensystem auf diese Art und Weise durch das Zusammenballen kleinerer Körper entstanden, so sollten die Dichteverhältnisse der kleinen und großen Körper in einem Zusammenhang zueinander stehen.


In Wirklichkeit weisen jedoch Kuiper-Objekte kleiner als 350 Kilometer eine geringere Dichte als Wasser auf, während Objekte von mehr als 800 Kilometern Durchmesser dichter als Wasser sind.


Eine mögliche Erklärung hierfür wäre, dass die kleineren Objekte poröser sind, während die stärkere Schwerkraft der größeren Objekte Eis und Gestein dichter zusammenpresst und so eine grundsätzlich dichtere Struktur entstehen lässt.


Um ein solches Szenario jedoch zu stützen, müssten mittelgroße Körper mit Durchmessern von etwa 600 Kilometern jedoch eine Dichte zwischen jener der kleinen und großen Objekte aufweisen. Wie die Forscher anhand ihrer Untersuchungen von "2002 UX25" nun jedoch zeigen, ist dies aber offenbar nicht unbedingt der Fall.


Die Dichte von UX25 beträgt stattdessen nur 0,82 Gramm pro Kubikzentimeter und liegt damit 18 Prozent unter der von Wasser. Der Körper würde also in einer entsprechend großen Badewanne schwimmen.


Für die Forscher legt diese geringe Dichte nahe, dass das Objekt vornehmlich aus Eis besteht. "Das macht es uns nun aber schwer zu verstehen, wie sich größere, eher felsigere Objekte durch das Zusammenballen kleinerer Objekte durch Kollision im Kuiper-Gürtel bilden sollten", merkt Brown an.


Wie "Nature.com" berichtet, schlagen Forscher um Andrew Youdin von der University of Colorado jedoch alternativ vor, dass sich die großen Kuiper-Objekte zuerst gebildet haben könnten. Laut dieser Theorie seien diese Objekte relativ schnell auf der Grundlage von kieselgroßen Gesteins- oder Eisbrocken entstanden, die durch Wirbel in der protoplanetaren Scheibe zusammengeführt wurden. Kollisionen zwischen diesen größeren Objekten hätten das Eis aus diesen Objekten herausgeschlagen, was dann wiederum die kleineren Kuiper-Objekte bildete und große Felsobjekte hinterließ. Um diese Theorie jedoch zu überprüfen, müssten noch weitere Objekte von der Größe von "2002 UX25" vermessen werden, so Youdin.


grenzwissenschaft-aktuell.de

Quellen: arxiv.org, nature.com
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE