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Astronomie+Physik

Gesteinskügelchen waren Keime für die Bildung von Planeten

Der entscheidende Schritt für die Entstehung von Planeten ist der vom interstellaren Staub zu festen, glasigen Gesteinskügelchen, den so genannten Chondren, die in einigen einfachen Meteoriten erhalten geblieben sind. Diesen Prozess, der bislang voller Rätsel steckte, haben Steven Desch von der Carnegie Institution in Washington D.C. und Harold Connolly vom CUNY-Kingsborough College in New York jetzt aufgeklärt.

In ihrem Modell, das die beiden Forscher im Fachblatt „Meteoritics and Planetary Science“ vorstellen, weisen Desch und Connolly nach, dass die Chondren in einer so genannten Schockwelle im Nebel um die junge Sonne entstehen konnten. Bisher gab es neun verschiedene Theorien, um die Chondren-Bildung zu erklären, darunter ein naher Gammablitz, Asteroideneinschläge, Blitze oder auch ein starker Teilchenwind aus der jungen Sonne.

Keines der Modelle konnte die physikalischen Bedingungen, die für die Entstehung der Gesteinskügelchen notwendig waren, jedoch richtig vorhersagen. Das gelang jetzt Desch und Connolly mit ihrem Schockwellen-Modell.

Demnach wurden die flauschigen Staub-Bälle beim Eintritt in die Schockwelle für einige Minuten auf 1800 Grad erhitzt und dabei geschmolzen. Die Chondren bewegten sich noch einige Minuten mit Überschallgeschwindigkeit fort, bis sie von der Reibung abgebremst wurden. Während dieser Zeit gaben sie Wärmestrahlung ab, die Chondren, die sich schon außerhalb der Schockfront befanden, noch warm hielten, so dass sich diese nur um etwa 50 Grad pro Stunde abkühlten und einige Stunden geschmolzen blieben. Das stimmt genau mit dem überein, was über die millimetergroßen Kügelchen bekannt ist.

Das Modell der beiden Forscher sagt auch den Anteil größerer, aus mehreren kleineren Chondren zusammengewachsener Kugeln richtig vorher. Auch der relativ hohe Druck, der zur Chondrenbildung erforderlich ist, könnte in einer Schockwelle geherrscht haben.
Die Schockwellen, so die Forscher, könnten sich durch Instabilitäten der Schwerkraft gebildet haben. Das macht sie zuversichtlich, dass es auch in anderen Sonnensystemen Planeten gibt. Ähnlich massereiche „protoplanetare Scheiben“, wie sie die Sonne hatte, scheinen im Universum weit verbreitet zu sein.

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Ute Kehse
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