Extrasolare Planeten: Planeten verschmutzen ihre Sonne

astronews.com Redaktion

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Seit Jahren rätseln Astronomen darüber, warum eigentlich Sonnen, die von Planeten umkreist werden, metallreicher zu sein scheinen als Sterne ohne Planeten. Jetzt gibt es eine verblüffend einfache Antwort: Schuld sind die Planeten selbst, die während ihrer Entstehung die Atmosphäre ihrer Sonne verschmutzen. (9. Juli 2007)

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t-spark

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Umkehrschluss ist äusserst interessant

Für die Suche nach extrasolaren Planeten sind diese Metall/Eisenlinien demnach ein weiteres Merkmal, das auf die Anwesenheit von Planeten hindeutet.
Gruss,
Stefan
 

komet007

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In der Entstehungsphase eines Sonnensystems ist der Stern von einer sogenannten protoplanetaren Scheibe umgeben, in der die Planeten entstehen. Einiges Material daraus stürzt auf die junge Sonne und verunreinigt deren Atmosphäre. Bläht sich diese Sonne dann später zu einem Riesenstern auf, werden diese Verunreinigungen so verdünnt, dass sie nicht mehr nachzuweisen sind.

Allerdings ist es für mich kaum nachvollziehbar, dass das Gas in dieser Atmosphäre über Jahrmilliarden hinweg nicht vermischt werden soll, hier wirken enorme Magnetfeldlinien ein, Gravitation natürlich auch. Meiner Ansicht nach müssten schwere Elemente ständig aus dem Sonneninneren nachgeliefert oder gravitativ aus dem interstellaren Raum eingefangen werden, wobei ich letztere Möglichkeit für sehr unwahrscheinlich halte.
Die Interpretation der Datenlage erscheint mir doch noch recht wage.
 

komet007

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"Die Besonderheiten von Sonnen, die von Planeten umkreist werden, scheinen also zu verschwinden, wenn sie älter werden und sich aufblähen."

Ach wirklich? Könnte es vielleicht sein, dass sich bei Roten Riesen leichte Elemente vorwiegend in den äußeren Hüllen aufhalten und deshalb die Absorbtionslinien schwerer Elemente verschwinden?
Das hat doch nichts mit Mischvorgängen zu tun. :confused:
 

pauli

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Ist es denkbar, dass eine Sonne z.B. auch Gold produzieren könnte oder gibt es eine Grenze, bei der keine schwereren Elemente mehr produziert werden können?
(gut, ist etwas OT)
 

jonas

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Hi pauli

Die normalen Fusionsprozesse in einer Sonne gehen nur bis zum Eisen. Ab dann entsteht durch Fusion keine Energie mehr. Schwerere Elemente werden danach entweder in einer Supernova erbrütet (R-Prozess - r=rapid) oder während des Riesenstadiums eines Sterns (S-Prozess - s=slow)
 

mac

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Hallo Pauli,

auch Eisen und auch die noch leichteren Elemente (außer Helium) werden erst am Ende der Lebensdauer eines Sterns erbrütet. Dann hat dieser Stern aber bereits die Hauptreihe verlassen.

Daher ist der Anteil an schwereren Elementen in einem Hauptreihenstern schon vorhanden gewesen, als der Stern entstand.

Herzliche Grüße

MAC
 

pauli

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tja, so eine Goldsonne hätte schon was, würde auch von der Farbe viel besser passen, vlt. mache ich es wie ein berühmter Kollege:

Sonnensatz 1:
Alle gelben Sonnen bestehen aus Gold

Sonnensatz 2:
Solange sie strahlt, können wir das Gold nicht abbauen

Sonnensatz 3:
Wenn wir so in 4mrd. Jahren das ganze Gold abgebaut haben und es zur Erde bringen wird die Erde so schwer dass sie runterfällt, da nützt ihr auch die Rotation nix
 

Bynaus

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Man muss hier aber noch anmerken, dass unsere Sonne niemals Gold oder auch nur Eisen erbrüten wird. Ihre Masse ist so gering, nach einigen Helium-Pulsen (bei denen Helium in Sauerstoff und Kohlenstoff umgewandelt wird) ist Schluss, die Atmosphäre im Weltraum und der Kern (Helium, Sauerstoff, Kohlenstoff) kühlt aus zu einem Weissen Zwerg.

Zum eigentlichen Artikel: Das ist sicherlich eine Erklärung (neu ist daran einzig die Beobachtung der Riesensterne - die Idee gab es schon zuvor). Ich denke, es wäre immer noch möglich, dass alle Sterne Planeten haben, unabhängig von ihrer Metallizität, metallreiche Sterne aber einfach schwerere und damit einfacher zu entdeckende Planeten bilden. Metallizität hilft, schwere Planeten zu bilden, oder auch, Planeten unter erschwerten Bedingungen zu bilden, aber sie ist keine zwingende Voraussetzung für Planetenbildung.

Gemäss diesem Eintrag zum gleichen Thema auf oklo.org http://oklo.org/?p=229 sind die nun beobachteten Riesensterne aber massiver als die Sonne - und massivere Sterne bilden auch massivere Scheiben, so dass Planeten eher entstehen können, unabhängig davon, ob die Metallizität hoch ist oder nicht. Demnach wäre die Beobachtung von Planeten bei sehr massearmen Sternen stark von der Metallizität abhängig, bei massiven Sternen jedoch nicht, weil ohnehin genug Material da ist, um massive (entdeckbare) Planeten zu bilden.

Insofern überzeugt mich das nicht, dass Planeten tatsächlich ihren Stern "verschmutzen"...
 

mac

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Hallo Bynaus,

zu den Schlussfolgerungen dieses Artikels hab’ ich an Dich (als Fachmann) einige Fragen.

Der Verlauf des spezifischen Gewichts bei den äußeren Gasriesen ist doch ein relativ deutlicher Hinweis auf eine Entmischung der protostellaren bzw. protoplanetaren Gaswolke. Dafür kommen nach meinem Verständnis nur zwei Prozesse in Frage. Einmal eine schnellere Akkretion der schwereren Elemente und zum Anderen ein nach außen ‚blasen’ bevorzugt der leichteren Elemente, durch die Strahlung der entstehenden Sonne.

Das führt aber notwendigerweise dazu, dass die Elementverteilung in der Sonne mehr zu den schwereren Elementen hin verschoben sein müssen, als bei den Gasriesen. Damit der Vergleich mit der Kakao-Schicht funktioniert, muß eine relativ dünne Oberflächenschicht von der Durchmischung des Gases innerhalb der Sonne ausgenommen sein. Ist das so? Wenn das so ist, dann müssten aber auch die Spektren der sich neu bildenden Sonnen entsprechend metallärmer sein, als die der schon etwas älteren. Und der Anteil der Metalle bei den Gasriesen muß noch mal deutlich niedriger sein. Ist das so?



Auch erscheint mir viel plausibler, dass bei den Prozessen, die zur Entstehung eines roten Riesen führen, erneut dieselben Entmischungen stattfinden, wie schon bei der Entstehung des Systems.

Erst wenn der Stern die Hauptreihe verlässt und sich zu einem roten Riesen aufbläht, findet unter etwas anderen Ausgangsbedingungen erneut ein ‚Wegpusten’ der leichteren Elemente statt. Diese leichteren Elemente bilden dann die erneut selektiv aufgeblähte Gashülle des roten Riesen.

Wir sehen (immer von außen) diese Wasserstoffhülle, die am weitesten nach außen gelangt.

Wenn diese ‚Verdünnung’ durch eine bessere Durchmischung zustande käme, wie könnte dann der Dichtegradient in unserem Sonnensystem erklärt werden?

Herzliche Grüße

MAC
 

galileo2609

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Insofern überzeugt mich das nicht, dass Planeten tatsächlich ihren Stern "verschmutzen"...

Ich würde ebenfalls dazu raten, diese These mit Vorsicht zu betrachten. Das paper dazu ist übrigens auf arXiv.org verfügbar: Evolved stars hint to an external origin of enhanced metallicity in planet-hosting stars

Der 'Streit' darüber ist nicht neu, allerdings kann ich aus der vorliegenden Veröffentlichung keine unmittelbar überzeugenden Argumente gewinnen. Sollte ein Stern wirklich durch einfallende Scheibenmaterie oder gar durch migrierende Planeten verschmutzt werden, die nicht an der 'Hot Jupiter'-Grenze stoppen, galt bisher der direkte Nachweis von 6Li-Linien. Davon ist hier nicht mehr die Rede.

Das ganze erscheint mir etwas unausgegoren und eher Teil des schlummernden 'Streits' zwischen den theoretischen Positionen bezüglich der Planetenbildung. Wir wissen ja inzwischen, dass Planeten überall aufzufinden sind. Auch um 'metallarme' Sterne, HD 155358 und GJ 317 sind die jüngsten Beispiele. Diese Diskussion sollte man ganz gelassen verfolgen.

Grüsse galileo2609
 

Bynaus

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Der Verlauf des spezifischen Gewichts bei den äußeren Gasriesen ist doch ein relativ deutlicher Hinweis auf eine Entmischung der protostellaren bzw. protoplanetaren Gaswolke.

Nein, eigentlich nicht. Uranus und Neptun sind dichter als Jupiter/Saturn, und Saturn ist weniger dicht als Jupiter... "Je weiter aussen, desto weniger dicht" ist also kaum zutreffend.

Im Bereich zwischen 5 und 10 AU sind die Bedingungen zur Entstehung von Gasriesen am besten (Dichte der Scheibe ist hoch genug, Temperatur ist gleichzeitig tief genug). Vermutlich entstanden alle unsere Gas- bzw. Eisriesen in diesem Bereich und migrierten erst später in ihre heutigen Positionen. Dabei können (gemäss Simulationen) etwa Uranus und Neptun auch ihre vormaligen Plätze getauscht haben oder es könnte sein, dass es einst noch einen weiteren Neptun gab, der beim ganzen herummigrieren aus dem System geschleudert wurde. Ich habe Simulationen gesehen, in denen Jupiter den grössten Teil des schwereren Scheibenmaterials aufgesaugt hat, während er langsam nach Innen wanderte, und so Saturn, der sich später bildete, weniger schwere Elemente zurück liess (was seine geringe Dichte erklärt).

Das "Herausblasen" von leichten Stoffen spielt in der Planetenbildung keine Rolle. Erstens dürfte die Menge an herausgeblasenem Material sehr gering sein (wenn schon, wird das Gas der Scheibe auf die Sonne akkretiert), zweitens ist der Wirkungsquerschnitt eines Planeten auf seiner Bahn sehr gering, das heisst, die Chance, dass ein davongeblasenes Teilchen genau von einem (Gas)Planeten eingefangen wird, ist winzig.

Damit der Vergleich mit der Kakao-Schicht funktioniert, muß eine relativ dünne Oberflächenschicht von der Durchmischung des Gases innerhalb der Sonne ausgenommen sein. Ist das so?

Ja, das ist so: Die Photosphäre der Sonne ist vom Rest der Sonne entkoppelt, das heisst, dieser Bereich der Sonne wird nicht mit dem Rest vermischt und hat immer noch plusminus "primordiale" (ursprüngliche) Zusammensetzung (das sieht man auch an der Hervorragenden Uebereinstimmung der Elementverhältnisse der Photosphäre mit jenen in den primitivsten Meteoriten). Nur sehr kleine Sterne (kleine M-Zwerge) sind "voll konvektiv".
 

komet007

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Ja, das ist so: Die Photosphäre der Sonne ist vom Rest der Sonne entkoppelt, das heisst, dieser Bereich der Sonne wird nicht mit dem Rest vermischt und hat immer noch plusminus "primordiale" (ursprüngliche) Zusammensetzung (das sieht man auch an der Hervorragenden Uebereinstimmung der Elementverhältnisse der Photosphäre mit jenen in den primitivsten Meteoriten). Nur sehr kleine Sterne (kleine M-Zwerge) sind "voll konvektiv".

Hallo Bynaus

ich verstehe immer noch nicht, wie man dadurch Rückschlüsse auf das Sterneninnere gewinnen sollte bzw dass man ausschließen kann, dass die elementare Zusammensetztung im Inneren nicht mit der Photosphäre identisch ist.
 

Mahananda

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Ich habe Simulationen gesehen, in denen Jupiter den grössten Teil des schwereren Scheibenmaterials aufgesaugt hat, während er langsam nach Innen wanderte, und so Saturn, der sich später bildete, weniger schwere Elemente zurück liess (was seine geringe Dichte erklärt).

Kann man das irgendwo nachlesen oder ...schauen? Wieso akkretiert Jupiter nicht auch das leichtere Material?

Viele Grüße!
 

Michael Johne

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Hallo!

@galileo2609: Danke für den Link zum Preprint. Er ist mir bei den täglichen Besuch bei arXiv.org irgendwie entgangen.

Da es überhaupt eine mögliche Erklärung gibt, weshalb es eine hohe Metallizität in Sternen mit Exoplaneten hatte mich etwas überrascht. Bisher sprach man immer nur davon, ohne mögliche Begründungen zu liefern. (Um so größer war abber das Mysterium 'Exoplaneten'.)

Da die hohe Metallizität besonders bei Sternen vorzufinden ist, die Exoplaneten beinhalten, finde ich die Erklärung / Theorie über die Verschmutzung der Sternatmosphäre nicht ganz abwegig. Wen man es realistisch betrachtet, dann muss es einen Vorgang in der Stern/-Planetenentstehung (oder danach) geben, der diese hohe Metallizität verursacht.

Was mich ganz persönlich interessiert, ist, wie sich der Metallizitätgehalt bei jungen Sternen mit Staubscheiben verhält. Wen auch hier ein hoher Metallizitätgehalt bei den meisten Sternen vorzufinden ist, dann wäre es ein weiterer Indiz, dass Planeten die Sternatmosphäre verschmutzen.

MfG, Michael!
 

mac

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Hallo Bynaus,

Vielen Dank für Deine Antwort. :)

Nein, eigentlich nicht. Uranus und Neptun sind dichter als Jupiter/Saturn, und Saturn ist weniger dicht als Jupiter... "Je weiter aussen, desto weniger dicht" ist also kaum zutreffend.
Bezogen auf den Dichteverlauf der äußeren Gasriesen hat mich in der Tat mein Gedächtnis genarrt. :eek:



Was Du hier allerdings schreibst, zumindest so, wie ich es verstehe, leuchtet mir nicht ein.
Das "Herausblasen" von leichten Stoffen spielt in der Planetenbildung keine Rolle. Erstens dürfte die Menge an herausgeblasenem Material sehr gering sein (wenn schon, wird das Gas der Scheibe auf die Sonne akkretiert), zweitens ist der Wirkungsquerschnitt eines Planeten auf seiner Bahn sehr gering, das heisst, die Chance, dass ein davongeblasenes Teilchen genau von einem (Gas)Planeten eingefangen wird, ist winzig.
versus
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem
Einen maßgeblichen Einfluss auf die Prozesse der Planetenentstehung hatte der Abstand der Protoplaneten zur jungen Sonne. In Sonnennähe kondensierten schwerflüchtige Elemente und Verbindungen aus, während leichtflüchtige Gase durch den kräftigen Sonnenwind weggerissen wurden.

Alle inneren Planeten haben keine Hülle, die mit der Hülle von Sonne, Jupiter und den weiter außen liegenden Planeten vergleichbar wäre, und es gibt hier bis hin zum Saturn durchaus einen (groben) Gradienten.

Hier leuchtet mir die Darstellung in Wiki durchaus ein. Oder verstehe ich das falsch?



Im Bereich zwischen 5 und 10 AU sind die Bedingungen zur Entstehung von Gasriesen am besten (Dichte der Scheibe ist hoch genug, Temperatur ist gleichzeitig tief genug). Vermutlich entstanden alle unsere Gas- bzw. Eisriesen in diesem Bereich und migrierten erst später in ihre heutigen Positionen.
dem kann ich nicht wirklich widersprechen. Aber die Migration nach außen scheint da nicht unbedingt die Regel zu sein.



Wie passt das
Ich habe Simulationen gesehen, in denen Jupiter den grössten Teil des schwereren Scheibenmaterials aufgesaugt hat,
mit dem
zweitens ist der Wirkungsquerschnitt eines Planeten auf seiner Bahn sehr gering, das heisst, die Chance, dass ein davongeblasenes Teilchen genau von einem (Gas)Planeten eingefangen wird, ist winzig.
zusammen?



Dabei können (gemäss Simulationen) etwa Uranus und Neptun auch ihre vormaligen Plätze getauscht haben oder es könnte sein, dass es einst noch einen weiteren Neptun gab, der beim ganzen herummigrieren aus dem System geschleudert wurde. Ich habe Simulationen gesehen, in denen Jupiter den grössten Teil des schwereren Scheibenmaterials aufgesaugt hat, während er langsam nach Innen wanderte, und so Saturn, der sich später bildete, weniger schwere Elemente zurück liess (was seine geringe Dichte erklärt).
ich hab’ da auch nichts besseres.

Allerdings hat es im Laufe der Jahrzehnte immer neue (natürlich bessere) Simulationen gegeben, die alle selbstverständlich zum gleichen Ergebnis (Sonnensystem heute) kamen, nur die Wege dahin unterschieden sich doch sehr deutlich voneinander.

An das Plätze tauschen muß ich mich aber erst noch gewöhnen. ;)



... und hat immer noch plusminus "primordiale" (ursprüngliche) Zusammensetzung (das sieht man auch an der Hervorragenden Uebereinstimmung der Elementverhältnisse der Photosphäre mit jenen in den primitivsten Meteoriten).
wie ist das genau gemeint? (bei der Photosphäre) Nur die Metalle untereinander, oder auch der Wasserstoff und das Helium?

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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Zuerst, Photosphäre: Die Zusammensetzung der Elemente der Photosphäre stimmt ausserordentlich gut mit den primitivsten Meteoriten überein(abgesehen von Wasserstoff, Helium und anderen flüchtigen Elementen, natürlich). Primitive Meteoriten sind jene, die nie gross aufgeheizt wurden und nie viel wässerige Alteration (Hydratation ihrer Minerale) gesehen haben. Sie stellen also vermutlich ziemlich "ursprüngliche" Sonnensystemmaterie dar (abzüglich der leichtesten Stoffe). Dass die Photosphäre der Sonne so gut mit ihnen übereinstimmt, scheint also darauf hinzudeuten, dass man die Photosphäre als "Proxy" (Annäherung) für die Elementzusammensetzung des Sonnensystems (und weil das Sonnensystem massenmässig vor allem aus der Sonne besteht, auch der Sonne) nehmen kann. Anderseits wäre es ein ausserordentlicher Zufall, dass die beiden so gut übereinstimmen, obwohl sie von ganz unterschiedlichen Prozessen beeinflusst wurden.

An Mahananda: Arbeiten von W.Benz, Universität Bern.

An Michael: Die Sache mit der Metallizität ist eben nicht so einfach, weil der Beobachtungs-"Bias" mitspielt: Haben Sterne mit höherer Metallizität wirklich mehr Planeten, oder sind ihre Planeten derart, dass man sie mit den heute zur Verfügung stehenden Techniken eher entdeckt? Z.B. scheinen viele Rote Zwerge, die Planeten besitzen, eine GERINGERE Metallizität zu besitzen als solche ohne Planeten - das kommt jedoch möglicherweise daher, dass Rote Zwerge in der Regel sehr aktiv sind, so dass Radialgeschwindigkeitsmessungen nur schlecht möglich sind. Man wählt deshalb vor allem ruhige Rote Zwerge aus, um nach Planeten zu suchen - da die Aktivität der Roten Zwerge mit zunehmendem Alter abnimmt, sucht man also bevorzugt bei alten Roten Zwergen, und die haben, weil sie früh in der Geschichte der Galaxis entstanden sind, geringere Metallizitäten.

An mac: Dass die Inneren Planeten keine Gashüllen haben, sollte uns nicht gross verwundern. Erstens ist der Bereich des inneren Sonnensystems sehr klein, verglichen mit dem äusseren. Es gab hier also schon von vornherein sehr wenig Material zu sammeln. Folglich bildeten sich nur kleine "Kerne", die allesamt zu massearm waren, um Wasserstoff zu halten (es braucht ca. 10 Erdmassen, um den Aufstieg zum Jupiter-Klasse-Gasriesen zu starten - vorher kann zwar Wasserstoff gebunden werden, aber der Planet bleibt klein). Weiter gibt es im Inneren System kein Wassereis, welches das Planetenwachstum sehr stark beschleunigen kann.

Die Darstellung in der Wikipedia ist falsch bzw. veraltet. Verbliebenes Gas wird auf die Sonne akkretiert, nicht "herausgeblasen". In der englischen Version der Seite etwa steht kein Wort vom "herausblasen". Dort steht es richtig: Im inneren Sonnensystem konnten die flüchtigen Stoffe nicht kondensieren, mangels niedriger Temperaturen (und mangels nicht vorhandener Gasriesen), im äusseren System jedoch schon. Im Inneren System fiel also alles Gas auf die Sonne, im äusseren wurde es von den Planeten aufgesammelt oder aber fiel letzlich ebenfalls auf die Sonne.

Aber die Migration nach außen scheint da nicht unbedingt die Regel zu sein.

Nein, keinesfalls. Die Interaktion der vier (oder fünf) Gasriesen mit den Planetesimalen des Kuipergürtels führte dazu, dass Jupiter und Saturn nach Innen wanderten, Uranus und Neptun nach aussen. Neptuns Migration wurde erst durch den Kuipergürtel gebremst, weshalb seine Umlaufbahn um die Sonne auch so erstaunlich kreisförmig ist.

Wie passt das (...) mit dem (...) zusammen?

Jupiter hat natürlich Gas aufgesaugt - aber aus seinem Bereich (innerhalb seiner Hillsphäre), nicht aus Gas, das von der Sonne "herausgeblasen" wurde.

Die Entstehung des äusseren Sonnensystems muss man sich gemäss dieser Simulationen etwa so vorstellen: Zuderst bildet sich der Kern von Jupiter. Durch Interaktion mit der Scheibe wandert er langsam nach Innen und sammelt dabei Gas und Planetesimale auf. Seine Fähigkeit, Wasserstoff aufzunehmen, wird durch seine hohe Temperatur, die er durch die vielen Einschläge von Planetesimalen erfährt, begrenzt (er nimmt Wasserstoff auf, einfach nicht so effizient wie später Saturn).
Dann bildet sich, quasi im "Windschatten", der Kern von Saturn. Er wandert ebenfalls nach Innen, aber nun ist der grösste Teil der Planetesimale weg - Saturn wird viel weniger heiss und kann Wasserstoff effizienter an sich binden - und ist damit sehr viel weniger dicht. Uranus und Neptun sind weitere Kerne, die sich bilden, aber der Solare Nebel dünnt sich allmählich aus, so dass sie nicht mehr zu voller Grösse heranwachsen können. Als das Gas aufgebraucht ist, bleibt Jupiter bei ca. 5.5 AU stehen, Saturn bei ca. 9 AU, Uranus und Neptun zwischen 10 und 15 AU - das System ist also recht kompakt. Ausserhalb der Gasriesenzone befindet sich eine noch sehr massive Scheibe von "Kuipergürtel"-Planetesimalen. Diese werden von Neptun/Uranus nach Innen beschleunigt, wodurch die beiden langsam nach Aussen wandern. Jupiter und Saturn hingegen beschleunigen die Planetesimale nach aussen (in den interstellaren Raum, und/oder die erst dadurch entstehende Oortsche Wolke), wodurch sie nach Innen wandern. Irgendwann überqueren sie eine gegenseitige Resonanz, dh, Jupiter macht 3 Umläufe, wenn Saturn 2 macht - diese Resonanz lässt das kompakte System auseinander fallen. In wenigen Millionen Jahren (maximum) bewegen sich Uranus und Neptun auf ihre heutigen Plätze, Jupiter und Saturn verlassen die Resonanz wieder und das Innere Sonnensystem wird von Planetesimalen bombardiert (das "Späte Schwere Bombardement", auf dessen Rechnung auch die Maria des Mondes gehen).

Allerdings hat es im Laufe der Jahrzehnte immer neue (natürlich bessere) Simulationen gegeben, die alle selbstverständlich zum gleichen Ergebnis (Sonnensystem heute) kamen, nur die Wege dahin unterschieden sich doch sehr deutlich voneinander.

Auf jeden Fall, und das wird sich auch in Zukunft nicht ändern. Insofern sollte man solche Dinge nie zu ernst nehmen, sondern stets als momentan interessanteste Möglichkeit betrachten. Mit zunehmendem Wissen über das Sonnensystem steigt aber die Anzahl der Szenarien, die man definitiv ausschliessen kann. Immerhin. ;)
 

jonas

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Ich möchte nochmal einen kurzen Schwenk zurück zum Ausgangsartikel machen. Dort wird sinngemäss besagt, dass die protoplanetare Scheibe die Sonnenatmosphäre verunreinigt hat und seither dieser Schleier wie Kakaopulver einer Tiramisu oder eines Cappucino auf der Sonnenoberfläche läge.

Es mag sein, dass zwischen der Sonnenoberfläche und ihren darunter liegenden Schichten keine nennenswerte Konvektion gibt. Dennoch bin ich der Meinung, dass das "Kakaopulver" innerhalb von 4 milliarden Jahren praktisch vollständig fortgeblasen sein muss:
1. Ständiger Strahlungsdruck nach aussen
2. Ständiger Partikelwind nach aussen
3. und stärkstens: laufend vorkommende Protuberanzen.

Wenn es auch die ersten beiden Effekte nicht schaffen die äusseren Schichten durchzuwirbeln, die Protuberanzen schaffen es ganz sicher.

Da es nach kurzer Zeit nach der Sternenstehung kein Material mehr gibt, das laufend die Sternatmosphäre erneut mit Metallen verunreinigt, kann ich mir nicht vorstellen, dass sich das Material recht viel länger als 1 milliarde Jahre dort hält. Sehr wahrscheinlich sogar sehr viel kürzer.

Für mein Dafürhalten scheidet die im Artikel angeführte Erklärung zur Metallizität von Sternen mit Planeten wegen mangelnder Stabilität der Schicht aus.
 

mac

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Hallo Bynaus,

vielen Dank für Deine ausführliche Antwort! :)

Das Bild das Du zeichnest, wird für mich zunehmend plausibler. Muß aber noch darüber nachdenken.

Einige, für mich noch immer unklare Punkte:
Zur Beschreibung bei Wiki. Dieses 'Rauspusten' findet sich nicht nur bei dieser Beschreibung, sondern ebenso, nur in ganz anderen Größenordnungen, beim 'durchsichtig' werden offener Sternhaufen.

Es ist für mich auch ein Widerspruch, wenn Du einerseits sagst, daß dieses Rauspusten nicht stattgefunden hat, andererseits aber z.B. bei Mars die kümmerlichen Reste dieses Rauspusten als Ursache für seinen Atmosphärenverlust identifizierst.

Und zum Mischungsverhältnis.

Du sagst ganz richtig, daß im inneren Bereich des Sonnensystems nicht so viel Materie in der Akkretionsscheibe war wie weiter draußen. Das gilt aber für alle Art von Materie. Nun gestehst Du den (kleineren) Planetesimalen nicht zu, daß sie den Wasserstoff ihrer Umgebung halten können, obwohl ihre Gravitation in weitem Umkreis viel höher ist, als die Sonnengravitation im Abstand der jeweiligen Planetenbahn. Trotzdem fängt die Sonne den Wasserstoff, den die Planeten nicht halten können?

Wie kann die Sonne den inneren Planeten den Wasserstoff entreißen und ihn anschließen auch noch zu sich ranholen?

Durch Sonnenwind wird übrigens die Masse (ich gehe von Wasserstoffgas mit einer (völlig unrealistischen?) mittleren Dichte von 0,1 g/cm^3 aus) der Photosphäre alle 1,7E7 Jahren komplett weggepustet.

Photosphäre 300 km dick (lt. Wiki). Sicher nicht gleichmäßig auf alle Atomarten verteilt, aber auch bei einer 1/10 Effektivität immer noch keine gute Sache für den 'Sonnencappucino'.

OK. Je weniger Ahnung man von einer Sache hat, um so besser läßt sich dummes Zeug denken. Das Meiste davon hast Du ja schon für mich aufgehellt. :)

Wenn's Dir zu viel wird, sag' bescheid. Ich muß nicht alles und sofort wissen.

Herzliche Grüße

MAC
 

komet007

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Zuerst, Photosphäre: Die Zusammensetzung der Elemente der Photosphäre stimmt ausserordentlich gut mit den primitivsten Meteoriten überein(abgesehen von Wasserstoff, Helium und anderen flüchtigen Elementen, natürlich). Primitive Meteoriten sind jene, die nie gross aufgeheizt wurden und nie viel wässerige Alteration (Hydratation ihrer Minerale) gesehen haben. Sie stellen also vermutlich ziemlich "ursprüngliche" Sonnensystemmaterie dar (abzüglich der leichtesten Stoffe).

Hallo Bynaus

verzeih bitte, wenn ich nochmal nachfragen muss, aber im Artikel geht es darum, dass die Photosphäre scheinbar erst später mit den Elementen der Protoplanetaren Scheiben "verschmutzt" wurde. Meine Frage war nun, wie man sich da so sicher sein kann, dass nicht auch das Innere der Sonne aus den selben Elementen besteht. Das Argument mit den Roten Riesen steht meiner Ansicht nach in keinerlei Zusammenhang dazu.
 
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