(SEELE/ESO/NAOJ/NRAO) Astronomen gehen davon aus, dass das Sonnensystem kurz nach seiner Entstehung die sogenannte Große Kluft durchlief – eine Aufteilung der Planeten in zwei verschiedene Gruppen. Wir waren nicht dabei, dieses kosmische Schisma mitzuerleben, aber eine neue Studie hat eine faszinierende Hypothese darüber aufgestellt, wie es dazu gekommen sein könnte.
Vereinfacht ausgedrückt hinterließ die Große Kluft unser Sonnensystem mit den kleineren terrestrischen Planeten, die der Sonne am nächsten liegen (einschließlich der Erde und Mars ) und die größeren Gasriesen – oder Jupiterplaneten – weiter draußen (einschließlich Jupiter und Saturn).
Diese beiden Planetengruppen unterscheiden sich nicht nur in der Größe, sondern auch in ihrer Zusammensetzung: Erdplaneten bestehen größtenteils aus Gestein und enthalten keine organischen Kohlenstoffverbindungen, während die Jupiterplaneten größtenteils aus Gas bestehen und reich an organischen Kohlenstoffverbindungen sind organische Stoffe.
„Die Frage ist: Wie schafft man diese kompositorische Dichotomie?“ sagt der Planetenforscher Ramon Brasser vom Tokyo Institute of Technology in Japan.
„Wie stellen Sie sicher, dass sich Material aus dem inneren und äußeren Sonnensystem nicht schon zu Beginn seiner Geschichte vermischt?“
Bisher haben wir die Schuld dafür verantwortlich gemacht über die Gravitationswirkung des Jupiter . Nach dieser Vorstellung reichte die Anziehungskraft des massereichen Planeten aus, um eine Art unsichtbare Barriere zwischen dem inneren und dem äußeren Planeten zu schaffen.
Aber Brasser und Kollegen glauben, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist. Ihre Berechnungen deuten darauf hin, dass sich um die frühe Sonne eine ringförmige Struktur bildete, die eine Scheibe bildete, die als physikalische Barriere zwischen zwei Arten von Planeten bildenden Materialien fungierte.
„Die wahrscheinlichste Erklärung für diesen Unterschied in der Zusammensetzung ist, dass er aus einer intrinsischen Struktur dieser Gas- und Staubscheibe entstanden ist.“ sagt der Geologe Stephen Mojzsis , von der University of Colorado Boulder.
Von den Forschern durchgeführte Computersimulationen zeigten, dass Jupiter im frühen Sonnensystem nicht groß genug gewesen wäre, um den Fluss von Gesteinsmaterial in Richtung Sonne zu blockieren. Wenn Jupiter die Spaltung nicht verursachte, musste das Team nach einer alternativen Erklärung suchen.
Abgebildete Scheiben um ferne Sterne. (ALMA / ESO / NAOJ / NRAO)
Sie fanden es in Daten des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) in Chile, das zeigte Scheiben aus Gas und Staub um junge Sterne. Hätte sich ein solcher Ring ursprünglich um unseren eigenen Stern gebildet, hätte er möglicherweise Gas und Staub in getrennte Taschen mit hohem und niedrigem Druck getrennt.
Die Forscher beschreiben es als einen „Druckstoß“, der in den frühen Tagen des Sonnensystems dazu in der Lage war, Material in zwei verschiedene Eimer zu sortieren. Tatsächlich könnten mehrere Ringe für die Unterscheidung der Planetentypen verantwortlich gewesen sein.
Auch die Art und Weise, wie Materialien im frühen Sonnensystem sortiert wurden, ist wichtig für das Verständnis der Entstehung des Lebens auf der Erde.
Im Gegensatz zu den anderen terrestrischen Planeten widersetzt sich unser Planet dem Trend, indem er organische Materialien enthält, was darauf hindeutet, dass diese Trennscheiben nicht unbedingt völlig unüberquerbar gewesen wären – und flüchtige kohlenstoffreiche Materialien könnten sich über die Trennlinie verteilt haben, um Leben auf der Erde auszulösen.
Dies ist ein weiteres Beispiel dafür Erforschung wachsender Sternensysteme Woanders im Kosmos können wir mehr darüber erfahren, wie unser eigenes Sonnensystem entstand und auch über die ersten Anzeichen von Leben in unserer Sonnennachbarschaft.
Die Forschung ist veröffentlicht in Naturastronomie .