Das Sonnensystem – eine Sturzgeburt

Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren kollabierte dort, wo sich heute das Sonnensystem befindet, eine große Gas- und Staubwolke. Alles, woraus unsere Sonne, die Planeten, Monde, Asteroiden und sonstigen Himmelskörper des Sonnensystems bestehen, kommt aus dieser Wolke. Wie ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Planetologen der Universität Münster jetzt feststellte, brauchte die Entstehung des kompletten Systems einen überraschend kurzen Zeitraum: nur 200.000 Jahre.

Die ersten Festkörper, die sich im Sonnensystem bildeten, sind heute als mikrometer- bis zentimetergroße Einschlüsse in Meteoriten zu finden. Die so genannten kalzium- und aluminiumreichen Einschlüsse (CAIs) liefern eine direkte Aufzeichnung der Entstehung des Sonnensystems. Die meisten CAIs bildeten sich vor 4,567 Milliarden Jahren, über einen Zeitraum von etwa 40.000 bis 200.000 Jahren.

„Da die beobachtete Zeitspanne der stellaren Akkretion (1-2 Millionen Jahre) viel länger ist, als die Entstehung der CAIs dauerte, stellte sich die Frage, welche astronomische Phase in der Entstehung des Sonnensystems durch die Bildung der CAIs erfasst wird, und letztlich, wie schnell das Material, aus dem das Sonnensystem besteht, akkretiert wurde“, sagt der Kosmochemiker Dr. Greg Brennecka vom Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien, der zuvor an der Universität Münster in der Gruppe von Prof. Dr. Thorsten Kleine gearbeitet hat. Die Studie zeigt, dass die große Mehrheit des Materials, aus dem die Sonne und das Sonnensystem bestehen, schnell akkretierte, während sich gleichzeitig in weniger als 200.000 Jahren die ältesten datierten Festkörper bildeten.

Das Forscherteam maß die Isotopen- und Spurenelementzusammensetzungen von Molybdän (Mo) in einer Vielzahl von CAIs, die aus kohlenstoffhaltigen Chondrit-Meteoriten entnommen wurden. „Wir stellten fest, dass die unterschiedlichen Mo-Isotopenzusammensetzungen der CAIs im Wesentlichen die gesamte Bandbreite des Materials der protoplanetaren Scheibe abdecken. Mit anderen Worten, die CAIs zeichnen möglicherweise die gesamte Geschichte von der Molekülwolke bis zur Sonne auf“, erklärt Thorsten Kleine vom Institut für Planetologie.

Und da die Wissenschaftler wissen, wann und wie lange es gedauert hat, bis sich die CAIs gebildet haben, bietet dies eine Möglichkeit, die Akkretion der Sonne zu datieren. Überträgt man die Geschwindigkeit der Geburt des Sonnensystems auf die Lebensphasen des Menschen, bedeutet dies, so die Forscher, dass die gesamte Schwangerschaft nur etwa zwölf Stunden statt neun Monate dauern würde. Der Prozess lief also in astronomischen Maßstäben geradezu rasant ab.

Künstlerische Darstellung eines Baby-Stern in Sonnengröße, der noch von einer protoplanetaren Scheibe umgeben ist, in der sich Planeten bilden. (Bild: ESO / L. Calçada)

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BrandonQMorris
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  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.