Planetenentstehung: Eigenschaften der terrestrischen Planeten rekonstruiert

[astronews.com Redaktion]

Astronominnen und Astronomen ist es gelungen, die Eigenschaften der inneren Planeten unseres Sonnensystems mithilfe von Simulationen durch grundlegende physikalische Prozesse zu erklären. Ausgangspunkt der Überlegungen war dabei das Bild einer Staubscheibe um einen jungen Stern mit regelmäßigen Mustern aus Ringen und Lücken. (3. Januar 2022)

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[Bynaus]

Ist ein tolles Paper, wirklich. Heute ist es übrigens auch auf arxiv: https://arxiv.org/abs/2112.15558 Praktischerweise ist auch gleich noch ein zweites Paper dort, das zu einem sehr ähnlichen Schluss kommt (allerdings werden dort nur zwei Ringe, Si-Verdampfung und Wasser-Verdampfung betrachtet, CO-Verdampfung wird nicht simuliert): https://arxiv.org/abs/2112.15413 Spannend ist auch, dass mit leichten Veränderungen der Ausgangsbedingungen ganz andere Situationen zustande kommen können, wie etwa kompakte Super-Erden-Systeme und andere orbitale Architekturen, die man heute so beobachtet.

Es ist schon auch faszinierend, wie ALMA unser Bild vom Universum verändert hat. Das Teleskop sieht Ringe in Planetenbildungs-Scheiben und zwingt uns so, über mögliche Ringe in unserer eigenen Scheibe nachzudenken - mit den oben sichtbaren Konsequenzen.

[TomTom333]

Hallo Zusammen,
was mir in diesem Zusammenhang aber nicht ganz klar ist :
Merkur könnte der Überrest eines Kerns von einem Gasriesen sein. Dieser ist dann an der Schneeschwelle entstanden.
Wie kam er dann ganz nach innen und wo ist sein Gas hin?
Und was war die Ursache für den Gasverlust?

Danke vorab für euer Wissen und Gedanken dazu.
Tom

[Bynaus]

Merkur könnte der Überrest eines Kerns von einem Gasriesen sein.

Nein. Ein kleiner Gasplanet kann kann nahe am Stern schrumpfen, wenn der Stern jung und aktiv ist. Dann kann die Strahlung des Sterns den Planeten aufwärmen (eine warme Atmosphäre entweicht eher als eine kalte), den Planeten aufblähen, was die Oberflächengravitation reduziert und so das Entweichen von Gas noch einmal vereinfacht. Der starke Sternwind kann auch Gas mitreissen bzw. die Magnetosphäre des Planeten soweit kompaktieren, dass sie die Atmosphäre nicht mehr genügend schützen kann. Aber kein Gasriese (auch kein kleiner) kann in der Entfernung des Merkurs deutlich schrumpfen, schon gar nicht soweit, dass nur noch ein Mini-Planetchen mit 0.055 Erdmassen übrig bleibt. Die "Fulton-Gap", die Lücke in der Verteilung der Planetenradien bei den kleinsten Gasriesen / den grössten Super-Erden öffnet sich erst ab ca. 400 Sonnenkonstanten, also ca. 1/20 einer AU bei einem sonnenähnlichen Stern. Und da reden wir von kleinen Gasplaneten, "Gas Zwergen". Bei einem "echten" Jupiter: keine Chance, den zu erodieren.

Mal abgesehen davon: Gasriesen können natürlich draussen entstehen und nach innen wandern - man sieht das bei den Heissen Jupitern. Die Wanderung nach Innen geschieht dadurch, dass der Gasriese mit seiner Gravitation eine Lücke in der Scheibe öffnet und mit dem Gas interagiert - je nachdem, wie der Gasdruck inner- bzw. ausserhalb der Lücke aussieht, wird er dann - zusammen mit seiner Lücke - nach innen oder aussen wandern. Diese Wanderbewegung kommt erst dort zum stehen, wo die Scheibe (innen oder aussen) endet. Im Sonnensystem war es wohl so, dass Jupiter, der sich zuerst in ca. 3-4 AU Entfernung (an der Schneelinie) bildete, zunächst etwas nach innen gewandert ist, dann aber von Saturn, der sich in seinem "Kielwasser" gebildet hatte, wieder "rechtzeitig" rausgeholt wurde, so dass der Silikat-Ring bei ca. 1 AU nicht zerstört wurde und die terrestrischen Planeten sich bilden konnten. Jupiter und Saturn wanderten darauf nach draussen und erreichten ihre heutigen Positionen (in etwa), als die Gasscheibe sich verflüchtigte.