Die Jugendzeit des Sonnensystems war turbulent und gibt Forschern immer noch viele Rätsel auf. Durch die Beobachtung molekularer Wolken, die als Brutstätte neuer Sterne gelten, und so genannter junger stellarer Objekte haben Astronomen mittlerweile viel über die wilde Zeit unseres eigenen Sonnensystems gelernt, berichten Conel Alexander und Kollegen von der Carnegie Institution in Washington D.C. im Fachblatt Science.
Die Geschichte unseres Sonnensystems begann wahrscheinlich damit, dass sich eine Wolke aus molekularem Wasserstoff verdichtete. Aus dem Kern der Wolke bildete sich binnen weniger Millionen Jahre ein noch nicht ganz fertiger “Protostern”. Dieser Vorläufer der Sonne zog danach schnell den Rest der Wolke an. Dabei bildete sich eine Scheibe aus Gas und Staub, die um die junge Sonne kreiste.
Über die Zustände in dieser Scheibe, aus der sich Planeten, Asteroiden und Kometen bildeten, geben vor allem primitive Meteorite Auskunft, die so genannten Chondrite. Chondrite sind die häufigsten und einfachsten Meteoriten und haben die gleiche Zusammensetzung wie die Sonne ohne deren flüchtige Bestandteile. Die Chondrite enthalten zwei Bestandteile, die vermutlich zu den ältesten Feststoffen des Sonnensystems gehören. Das sind zum einen so genannte Kalzium-Aluminium-reiche Einschlüsse (CAI’s) und Kügelchen aus geschmolzenem Gestein, die Chondrulen.
Wie die CAI’s und die Chondrulen entstanden sind, ist noch unklar. Ihre chemische Zusammensetzung und Kristallstruktur deutet jedoch darauf hin, dass sie sich bei heißeren Temperaturen bildeten als man es eigentlich für die Akkretionsscheibe der Sonne im jeweiligen Abstand annimmt. Die Wärme dazu, so schreiben Alexander und seine Kollegen, stammte möglicherweise von der Sonne: Junge Sterne geben häufig eng begrenzte, energiereiche Materiestrahlen ab, so genannte bipolare Jets. Diese Jets könnten Chondrulen und CAI’s zusammengeschmolzen haben. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass starke elektrische Entladungen in der Gegend des heutigen Asteroidengürtels die nötige Energie erzeugten.
Innerhalb von fünf bis 15 Millionen Jahren nach der Entstehung des Sonnensystems wuchsen Objekte von der Größe der heutigen Asteroiden in der Staubwolke. Die Planeten brauchten etwa hundert Millionen Jahre bis zu ihrer heutigen Größe. Die Forscher um Alexander gehen daher davon aus, dass die Planeten sich Objekte einverleibten, die schon eine chemische Entwicklung hinter sich hatten, in deren Innern sich leichte und schwere Elemente beispielsweise schon getrennt hatten. Als Quelle für das Wasser auf der Erde kämen Kometen daher weniger in Frage, sondern eher wasserreiche Asteroiden oder eisige Planetesimale, die in der Nähe von Jupiter entstanden.
Ute Kehse
