Bald nachdem sich das Sonnensystem gebildet hatte, durchlief es die sogenannte Große Trennung – die Aufteilung der Planeten in zwei getrennte Gruppen.
Wir waren nicht in der Nähe, um diesen kosmischen Riss zu beobachten, aber neue Forschungen haben eine faszinierende Hypothese darüber aufgestellt, wie es passiert ist.
Einfach ausgedrückt, die Große Trennung hat unser Sonnensystem mit den kleineren Planeten, die der Sonne am nächsten sind (einschließlich Erde und Mars), und den größeren Gasriesen – oder 'Jupiter-Planeten' – weiter entfernt (einschließlich Jupiter und Saturn) verlassen.
Diese beiden Gruppen von Planeten unterscheiden sich nicht nur in ihrer Größe, sondern auch in ihrer Zusammensetzung: Kleinplaneten bestehen hauptsächlich aus Gesteinen und enthalten keine organischen Kohlenstoffverbindungen, während Jupiters Planeten hauptsächlich aus Gas bestehen und reich an organischer Substanz sind.
“Die Frage ist, wie diese kompositorische Dichotomie zustande kam.” sagt der Planetenwissenschaftler Ramon Brasser vom Tokyo Institute of Technology in Japan.
“Wie stellen Sie sicher, dass Material aus dem inneren und äußeren Sonnensystem seit Beginn seiner Geschichte nicht gemischt wurde?”
Bisher haben wir Jupiters Gravitationseffekte verantwortlich gemacht. Nach dieser Idee reichte die Schwerkraft des massiven Planeten aus, um eine Art unsichtbare Barriere zwischen dem inneren und dem äußeren Planeten zu schaffen.
Aber Brasser und seine Kollegen glauben, dass dies nicht der Fall ist. Ihre Berechnungen deuten auf eine ringartige Struktur hin, die sich um die frühe Sonne bildet und eine Scheibe bildet, die als physikalische Barriere zwischen den beiden Arten von Planetenmaterialien fungiert.
“Die wahrscheinlichste Erklärung für diesen Unterschied in der Planetenzusammensetzung ist, dass er aus der inneren Struktur dieser Scheibe aus Gas und Staub entstanden ist”, sagt der Geologe Stephen Moijsis von der University of Colorado in Boulder.
Von den Forschern durchgeführte Computersimulationen haben gezeigt, dass Jupiter im frühen Sonnensystem nicht groß genug gewesen wäre, um den Fluss von felsigem Material zur Sonne zu blockieren. Wenn Jupiter den Riss nicht verursachte, musste das Team nach einer alternativen Erklärung suchen.
Fährt um entfernte Sterne. (ALMA / ESO / NAOJ / NRAO)
Sie fanden es in Daten des Atacama Telescope Array (ALMA) in Chile, wo Gas- und Staubscheiben um junge Sterne herum gesehen wurden. Wenn sich ein solcher Ring ursprünglich um unseren eigenen Stern bildete, konnte er Gas und Staub in getrennte Schichten von Hoch- und Niederdruck trennen.
Die Forscher beschreiben es als “Druckstoß”, der in den frühen Tagen des Sonnensystems Material in zwei verschiedene Gruppen aufteilen kann. Tatsächlich gab es möglicherweise mehrere Ringe, die für die Entstehung des Risses in Planetentypen verantwortlich waren.
Wie Materialien im frühen Sonnensystem sortiert wurden, ist ebenfalls ein wichtiges Wissen, um den Ursprung des Lebens auf der Erde zu verstehen.
Im Gegensatz zu anderen terrestrischen Planeten wirkt unser System diesem Trend entgegen, indem es organische Materialien einschließt, was darauf hindeutet, dass sich diese Trennscheiben nicht unbedingt vollständig überschneiden – und flüchtige, kohlenstoffreiche Materialien könnten während der Trennung verstreut werden, um Leben zu schaffen Erde.
Dies ist ein weiteres Beispiel dafür, wie das Studium wachsender Sternensysteme in anderen Teilen des Kosmos uns mehr über die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems und die ersten Hinweise auf das Leben in unserer Sonnenumgebung erzählen kann.
Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
