Entstehung

Pferdekopfnebel
Pferdekopf-Nebel Quelle: NASA

Entstehung unseres Sonnensystems

Überall im Universum, wo Sterne gebildet werden, entstehen auch Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen.

 

Im Zentrum unseres Sonnensystems befindet sich die Sonne als Zentralstern. Darauf folgen die terrestrischen Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars, die den inneren Teil dieses Planetensystems ausmachen. Den äußeren Teil bilden die Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Weitere Begleiter der Sonne sind neben Zwergplaneten Millionen von Asteroiden (auch Planetoiden oder Kleinplaneten genannt) und Kometen, die vorwiegend in drei Kleinkörperzonen des Sonnensystems anzutreffen sind: dem Asteroidengürtel zwischen den inneren und den äußeren Planeten, dem Kuipergürtel jenseits der äußeren Planeten und der Oortschen Wolke ganz außen.

 

Adlernebel
Adlernebel (C) ESA CC-BY 4.0

1. Interstellare Staubwolke

Der Raum zwischen den Sternen ist keinesfalls leer. Er wird von riesigen Gas- und Staubwolken ausgefüllt, die als Dunkelwolken das Licht der dahinter stehenden Sterne blockieren oder als Emissionsnebel bzw. Reflexionsnebel direkt sichtbar werden. Diese Molekülwolken blockieren nicht nur das Licht der Sterne, sondern erweisen sich als Geburtsorte neuer Sterne.

Supernava
Supernova-1987a (C) ESA/HUBBLE CC-BY 4.0

2. Kondensation des solaren Nebels

Die Entstehung der Staubteilchen findet mit hoher Wahrscheinlichkeit in den Hüllen kühler Riesensterne statt; von dort werden sie durch Sternwinde in den interstellaren Raum getrieben. Auch in den dichten Gashüllen von Novae, Supernovae und Protosternen entstehen Staubkörner, die, einmal im freien Raum angelangt, als Kondensationskeime für dort vorhandene Gaspartikel dienen (Kondensation). Größere Staubteilchen können auch durch Kollision zweier kleinerer Partikel erzeugt werden, sofern diese sich nicht abstoßen, sondern aneinander haften bleiben. Details der Kondensationsprozesse können derzeit nur durch Modellrechnungen erschlossen werden, in denen u.a. die chemische Zusammensetzung, die Gas- und Staubdichte sowie die Energieverteilung der Teilchen vorgegeben werden.

 

3. Verdichtung des solaren Nebels durch eine Druckwelle

Die Entstehung von Sternen in unserer Galaxie, der Milchstraße, ist ein völlig normaler Vorgang. Sterne bilden sich durch Kollaps einer dichten, interstellaren Dunkelwolke, wahrscheinlich ausgelöst durch eine Supernovaexplosion.

Unser Sonnensystem hat sich so vor 4,6 Milliarden Jahren durch die Druckwelle einer solchen Explosion gebildet. Aus dem solaren Nebel wurde eine rotierende, scheibenförmige Struktur, die aus einem Gemisch von interstellarem Staub und wasserstoffreichem Gas bestand.

 

Geburt unseres Sonnensystems   Quelle: NASA
Geburt unseres Sonnensystems Quelle: NASA

4. Entstehung einer rotierenden Scheibe

Fast die gesamte Masse (ca. 99 %) des ursprünglichen solaren Nebels wurde zur Bildung der Sonne verbraucht. Ein geringer Bruchteil (ca. 1 %) verblieb aus ungeklärten Gründen in der rotierenden Scheibe. Daraus entstanden dann durch Verklumpungen (Planetesimale) die Planeten, Asteroiden und Kometen unseres Sonnensystems.

Sonnensystem Beta Pictoris    Quelle NASA
Sonnensystem Beta Pictoris Quelle NASA

5. Beispiel Beta Pictoris

Beta Pictoris ist etwa 12 Millionen Jahre alt, und damit nur rund ein Dreitausendstel so alt wie unsere Sonne. Der Stern besitzt 75% mehr Masse als die Sonne und ist rund 60 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt. Er ist der zweihellste Stern im Sternbild Pictor (der Maler) und eines der bekanntesten Beispiele für einen Stern, der von einer Staubscheibe umgeben ist.