Scheibe aus Staub und Gas

Entstehen Planeten anders als gedacht?

Astronomen haben heute eine feste Vorstellung davon, wie Planetensysteme entstehen: In einer rotierenden Gas- und Staubscheibe um einen jungen Stern stoßen Staubkörnchen zusammen und bilden Stück für Stück immer größere Körper, aus denen sich dann die Planeten formen. Doch zwei Forscher stellen dieses Standardmodell nun infrage. Sie präsentieren im Fachblatt “Planetary and Space Science” eine alternative Theorie, nach der Sterne, Planeten und Monde gleichzeitig aus einer langsam kontrahierenden Gaswolke entstehen.

„Die bestehenden Modelle gehen von einer Planetenentstehung in einer zweidimensionalen, staubigen Scheibe aus – doch dabei wird die Drehimpulserhaltung verletzt“, argumentiert Anne Hofmeister von der Washington University of St. Louis. „Es erschien uns offensichtlich, mit einer dreidimensionalen Gaswolke zu beginnen und auf Drehimpulserhaltung zu achten.“ Unstrittig ist, dass Sterne durch den Kollaps zunächst kühler Wolken aus Gas und Staub entstehen. Im Standardmodell bilden sich um die jungen Sterne rotierende Wolken aus Gas- und Staub, in denen sich in einem zweiten Schritt die Planeten bilden.

Im Modell von Hofmeister und ihrem Kollegen Robert Criss läuft die Planetenentstehung parallel zur Sternentstehung bereits in der kühlen Wolke ab. Aus dem Staub in der Gaswolke bilden sich felsige Kerne. Diese, so die Forscher, nehmen einen großen Teil des Drehimpulses der kontrahierenden Gaswolke auf. „Sobald felsige Kerne entstehen, beginnen sie Gas anzuziehen – aber nur, wenn sie weit genug von dem entstehenden Stern entfernt sind“, so Hofmeister. „Nur dann kann ein Planet den Konkurrenzkampf der Anziehungskräfte gegen den Stern gewinnen.“

Dieser Konkurrenzkampf der Anziehungskräfte ist das zentrale Element des Modells von Hofmeister und Criss. Es erklärt den unterschiedlichen Aufbau der inneren und der äußeren Planeten und auch die Regelmäßigkeit des Aufbaus unseres Sonnensystems. Im bisherigen Standardmodell ist es die heiße Strahlung der jungen Sonne, die für die Unterschiede im Aufbau der Planeten verantwortlich ist. „In unserem neuen Modell spielt die Hitze dagegen keine Rolle bei der Planetenentstehung“, so Hofmeister. Und das ist vielleicht die Schwäche des neuen Modells: Untersuchungen an Meteoriten liefern starke Indizien dafür, dass die Planetenentstehung in einer heißen Umgebung stattgefunden hat. Es wird sich zeigen, ob das alternative Modell von Hofmeister und Criss auch dafür eine Erklärung finden und sich in der Fachwelt durchsetzen kann.