Geschichte des Sonnensystems: Jupiter stoppte Mars-Wachstum

Der Jupiter prägte unser Sonnensystem stärker als bislang angenommen. US-Forscher haben bei Simulationen untersucht, wie der Gasgigant zu Urzeiten durch den Raum wanderte. Wie ein Staubsauger reinigte er ganze Areale von kleineren Himmelskörpern - und hinderte so den Mars am Wachsen.

Boulder - In der Anfangszeit des Sonnensystems ging es drunter und drüber. Die beiden Gasplaneten Jupiter und Saturn wanderten zunächst tief in das innere Sonnensystem hinein und anschließend wieder nach außen. Computersimulationen amerikanischer Forscher berichten nun im Fachblatt "Nature", welchen Effekt dies auf die Entstehung der inneren erdähnlichen Planeten und des Asteroidengürtels hatte.

"Die Eigenschaften der erdähnlichen Planeten lassen sich am besten reproduzieren, wenn man bei Simulationen von einer Scheibe aus Planetesimalen ausgeht, die bei der heutigen Erdbahn endet", schreiben Kevin Walsh vom Southwest Research Institute in Boulder im US-Bundesstaat Colorado und seine Kollegen. Planetesimale sind zehn bis hundert Kilometer große Himmelskörper, aus denen zunächst 1000 bis 5000 Kilometer große Planeten-Embryos entstehen. Durch Zusammenstöße und Verschmelzungen entwickelten sich aus solchen Embryos die heutigen Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars.

Jupiter reinigte das Sonnensystem

Bislang gab es jedoch keine Erklärung dafür, warum die Scheibe aus Planetesimalen nur bis zur heutigen Erdbahn gereicht hat. Walsh und seine Kollegen gelang es nun zu zeigen, dass es die Migration des Planeten Jupiter war, die zu dieser Begrenzung führte. Bei seiner Entstehung war der Gasplanet zunächst 3,5-mal weiter von der Sonne entfernt als die heutige Erde. Innerhalb von rund 100 Millionen Jahren verschob sich seine Bahn dann weit nach innen, bis auf den 1,5-fachen Abstand zwischen Erde und Sonne.

Mit seiner Anziehungskraft reinigte der große Planet die Region bis zur heutigen Erdbahn von kleineren Himmelskörpern - ähnlich wie ein Staubsauger. Anschließend bewegte sich Jupiter wieder nach außen bis zu seiner heutigen Bahn, die etwa fünfmal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erdbahn.

Da es außerhalb der heutigen Erdbahn durch Jupiters Wanderung keine Planetesimale mehr gab, konnte der dort kreisende Mars nicht weiter anwachsen. Er blieb im Stadium des Planeten-Embryos stecken.

Die Planetenwanderung liefert auch eine Erklärung dafür, warum sich die Himmelskörper im inneren und im äußeren Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden. Die Asteroiden des inneren Gürtels stammen, so zeigen die Simulationen von Walsh und seinem Team, aus dem inneren Sonnensystem und wurden durch die Anziehungskraft Jupiters in ihre heutige Bahn gebracht.

Die Asteroiden des äußeren Gürtels dagegen stammen aus dem äußeren Sonnensystem. Sie wurden durch Saturn, der eine ähnliche Wanderbewegung wie Jupiter vollzogen hat, bei seiner Migration nach außen aus ihren ursprünglichen Bahnen geworfen.

hda/dapd