Astronomie
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Illustration: Die Wanderung des Planeten Jupiter (im Hintergrund) durch den Asteroidengürtel warf die Gesteinsbrocken aus ihren stabilen Umlaufbahnen. Bild: David A. Aguilar (CfA)

Frühzeit des Sonnensystems

Planeten auf Wanderschaft schufen den Asteroidengürtel

Zwischen den Umlaufbahnen unseres Nachbarplaneten Mars und des Gasriesen Jupiter erstreckt sich der sogenannte Asteroidengürtel, eine Ansammlung von Gesteinsbrocken unterschiedlicher Grösse. Früher sahen Astronomen in dem kosmischen Trümmerfeld die Überreste eines kleinen Planeten, genannt Phaeton

Diese Theorie schien umso einleuchtender, als die sogenannte Titius-Bode-Reihe – eine mathematische Formel, die den Abstand der Planeten von der Sonne aus der Nummer ihrer Reihenfolge ableitet – genau an dieser Stelle einen Planeten erwarten liess. 

Allerdings beträgt die Gesamtmasse aller rund 600'000 Objekte im Asteroidengürtel nur etwa fünf Prozent des Erdmondes – viel zu wenig für einen Planeten. Die derzeit gängige Annahme ist daher, dass der Gürtel gleichzeitig mit den Planeten aus einem Urnebel hervorging und sich durch die Einwirkung vornehmlich des Jupiters nicht zu einem Planeten zusammenballen konnte.

Schmelztiegel von Asteroiden

Eine neue Studie, die im Fachmagazin «Nature» publiziert wurde, zeigt nun aber, dass der Gürtel später entstanden sein muss; nämlich während einer unruhigen Phase, in der die Planeten selbst umherwanderten. Francesca DeMeo, Astronomin am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), und ihr Co-Autor Benoit Carry vom Pariser Observatorium haben den Aufbau des Asteroidengürtels mit Hilfe von Daten des Sloan Digital Sky Survey genauer untersucht.  

Die Forscher sind auf die merkwürdig anmutende Tatsache gestossen, dass viele der Gesteinsbrocken von ausserhalb des Gürtels zu stammen scheinen. «Was wir heute im Asteroidengürtel sehen, ist eine Art Schmelztiegel von Asteroiden, die in verschiedenen Bereichen des Sonnensystems entstanden sind», erklärt DeMeo. Wie aber kamen die Brocken dann an den Ort, an dem sie sich jetzt befinden? 

«Die grossen Planeten haben die Asteroiden wie Flocken in einer Schneekugel aufgewirbelt.»

Francesca DeMeo, CfA

Die Antwort könnte lauten: Es waren Planeten, die kurz nach ihrer Entstehung noch nicht in geordneten Umlaufbahnen um die Sonne kreisten wie heute. Sie wurden bei der Geburt des Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren aus einem Nebel von Staub und Stein geformt, wobei aus diesem Nebel starke Gravitationskräfte auf sie einwirkten. 

Uranus und Neptun tauschten ihre Position

Später haben sich die Planeten vermutlich gegenseitig aus der Bahn geworfen. So gibt es Anzeichen dafür, dass der Jupiter sich zeitweise viel näher bei der Sonne befand; etwa auf der heutigen Umlaufbahn des Mars. Uranus und Neptun, die beiden äussersten Gasriesen, dürften ihre Position sogar getauscht haben. Bei diesen Wanderungen wirbelten die Planeten die Asteroiden wie Flocken in einer Schneekugel auf, die geschüttelt wird. 

Möglicherweise gelangte ein grosser Teil des Wassers, das jetzt unsere Meere füllt, durch Asteroideneinschläge auf die Erde. Falls diese Theorie zutrifft, könnte der Einfluss wandernder Planeten entscheidend dazu beigetragen haben, diese Asteroiden zur Erde zu lenken.   Bild: David A. Aguilar (CfA)

Die Erkenntnisse der Astronomen könnten auch die Sicht auf die Geschichte der Erde verändern. Denn möglicherweise waren es zahllose Asteroideneinschläge in der Frühzeit unseres Planeten, die einen grossen Teil des Wassers mitbrachten, das heute in unseren Ozeanen wogt. Der Einfluss wandernder Planeten wäre dann entscheidend dafür gewesen, dass diese Asteroiden überhaupt aus ihrer Bahn gerissen und zur Erde gelenkt wurden. 

Das führt wiederum zur Frage, ob erdähnliche Exo-Planeten ebenfalls einen Asteroidenregen benötigen würden, damit sie überhaupt genug Wasser erhielten, um Leben zu ermöglichen. Wäre dies tatsächlich der Fall, so dürfte es da draussen im All weniger erdähnliche Welten geben als wir bisher annahmen. 

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