Erst groß, dann klein

News: Erst groß, dann klein

Bislang nahmen Astronomen an, dass die großen Gasriesen in unserem Sonnensystem zur gleichen Zeit entstanden wie die erdähnlichen Planeten. Dieses Modell zur planetaren Entwicklungsgeschichte erklärt jedoch nicht die seltsamen Umlaufbahnen kürzlich entdeckter extrasolarer Planeten. Forscher modifizierten daraufhin das alte Modell: Sie nahmen an, dass sich die Gasriesen viel früher bildeten und fanden nun mit Simulationen heraus, dass sich damit die Entstehung von Planeten sowohl in unserem Sonnensystem als auch in Doppelsternsystemen erklären lässt.

Thorsten Krome

Lange Zeit vermuteten Wissenschaftler, dass sich die festen Kerne der Planeten unseres Sonnensystems etwa gleichzeitig gebildet hatten. In einem langsamen Prozess sollte sich einst kosmischer Staub angesammelt haben, der sich aufgrund gegenseitiger Anziehung und Kollisionen immer weiter zusammenballte und schließlich einen festen Kern schuf. Erst später sollten die jupiterähnlichen Planeten zu ihrer Gashülle und damit zu ihrer vollen Größe gekommen sein.

In den letzten Jahren entdeckten Astronomen allerdings einige Dutzend Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, wobei sich in 30 Prozent der Fälle diese ausnahmslos jupiterähnlichen Riesen in einem System mit zwei Sonnen befinden. Demzufolge bewegen sie sich auf einer komplizierten Bahn, deren Entstehung sich mit dem alten Modell bislang nicht erklären ließ.

Wissenschaftler überarbeiteten also das alte Konzept, indem sie vorschlugen, dass sich die Gaswolken der späteren Gasriesen viel früher in der Geschichte der Sonnensysteme bildeten – lange bevor erste erdähnliche Planeten entstanden. Die Riesenplaneten hätten dann recht früh einen großen Einfluss auf ihre kleineren Geschwister – die Planetesimalen – gehabt und deren Entwicklung weitgehend bestimmt.

Stephen Kortenkamp von der University of Maryland und seine Kollegen führten nun Computersimulation basierend auf diesem Modell durch, ignorierten dabei jedoch die schwache Gravitation der Planetesimale – eine Hauptannahme des alten Modells. Sie ist nun im Vergleich zur starken Wechselwirkung mit den jungen Gasriesen vernachlässigbar. "Wir waren sehr erstaunt darüber, dass der Einfluss der großen Planeten die Planetesimale schnell größer als einen Asteroiden wachsen ließ", äußerst sich Kortenkamp. Die Forscher nannten diese Phase, in der das Wachstum offenbar stark durch die Gasriesen bestimmt wird, denn auch runaway growth Typ II. Mit dem normalen Typ I bezeichnete man bislang die Phase, bei der die Planetesimale aufgrund ihrer eigenen Gravitation neues Material sammeln.

Dabei beschreibt das modifizierte Modell sowohl unser Sonnensystem, in dem die Planeten nur um eine Sonne ihre Bahnen ziehen, als auch Systeme mit Doppelsternen. Denn wie sich zeigte, ist es einerlei, ob Gasriesen, Braune Zwerge oder gar Sterne die Umlaufbahnen der Planetesimale stören und damit ihr Wachstum beschleunigen. Außerdem scheint der Prozess der Planetenentstehung weitaus stabiler als zunächst angenommenm, oder wie Kortenkamp es ausdrückt: "Gib der Entstehung von Planeten eine Chance, und sie wird einen Weg finden."