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SONNENSYSTEM
Gab es einst fünf Gasriesen?
von Stefan Deiters
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16. November 2011

Im Sonnensystem könnte es ursprünglich fünf Gasriesen gegeben haben - dies vermutet zumindest ein amerikanischer Astronom nach Auswertung umfangreicher Simulationen über die frühe dynamische Entwicklung des Sonnensystems. Ein Gasriese wurde danach bald aus dem Planetensystem geschleudert und könnte so die inneren Planeten vor der Zerstörung bewahrt haben.

Gasriese

Könnte es irgendwo im interstellaren Raum noch einen Gasriesen geben, der einst Teil des Sonnensystems war? Bild: Southwest Research Institute

"Wir haben ganz verschiedene Hinweise über die frühe Entwicklung des Sonnensystems", erläutert Dr. David Nesvorny vom Southwest Research Institute. "Beispiele sind etwa die Population von Trans-Neptun-Objekten im Kuipergürtel oder die Krater auf dem Mond." Alle diese Hinweise sprechen dafür, dass die Bahnen der Gasriesen rund 600 Millionen Jahre nach Entstehung des Sonnensystems instabil waren. Dies führte beispielsweise dazu, dass kleine Objekte in die Region des heutigen Kuipergürtels abgelenkt wurden und andere in Richtung des inneren Sonnensystems, wo sie oft mit den dortigen Planeten und auch dem Mond kollidierten. Jupiter selbst wanderte dabei weiter ins Innere des Systems.

Allerdings gab es für die Astronomen mit diesem Szenario ein gravierendes Problem: Hätte sich der Orbit von Jupiter durch die Wechselwirkung mit zahlreichen kleinen Objekten nur langsam verändert, wären dadurch - nach den Regeln der Planetendynamik - automatisch die Bahnen der inneren Planeten gehörig durcheinander geraten. Dies hätte schließlich dazu führen können, dass beispielsweise die Erde mit Mars oder Venus kollidiert wäre.

"Kollegen haben dann einen sehr cleveren Ausweg aus diesem Dilemma vorgeschlagen", erläutert Nesvorny. "Der Orbit von Jupiter könnte sich in der Phase der dynamischen Instabilität im äußeren Sonnensystem durch eine Streuung an Neptun oder Uranus sehr schnell verändert haben." Dadurch wären dann die Planeten im inneren Sonnensystem deutlich weniger gestört worden.

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Mit Hilfe von Computersimulationen wollte Nesvorny nun genau diese These überprüfen. Nachdem er sein Modell mehrere tausend Mal hat durchlaufen lassen, stellte er fest, dass Jupiter durch eine Streuung an Neptun oder Uranus zwar tatsächlich wie gehofft sehr schnell seinen Orbit verändern konnte, dabei allerdings gleichzeitig entweder Uranus oder Neptun aus dem Sonnensystem gekickt wurde. "Irgendetwas war eindeutig falsch", so Nesvorny.

Beim Blick auf seine Ergebnisse fragte sich Nesvorny schließlich, ob es im frühen Sonnensystem nicht einfach einen weiteren, also fünften Gasriesen gegeben haben könnte. Als er nun seine Simulationen mit einem solchen fünften Planeten in der Größe von Neptun und Uranus durchführte, passte plötzlich alles: Ein Planet wurde aus dem Sonnensystem geschleudert, vier Gasplaneten blieben zurück und die inneren Planeten ungestört.

"Die Möglichkeit, dass das Sonnensystem ursprünglich mehr als vier Gasriesen hatte und einige davon hinausgekickt wurden, erscheint auch durch die Entdeckung von zahlreichen planetenähnichen Objekten im interstellaren Raum immer wahrscheinlicher", so Nesvorny. "Das Hinauskicken von Planeten könnte somit ein relativ normaler Vorgang sein." Nesvorny veröffentlichte seine Resultate jetzt online in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters.  

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siehe auch
Asteroidengürtel: Indizien für Wanderung der Gasplaneten - 5. März 2009
Links im WWW
Southwest Research Institute
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