Sonnensystemwie die Planeten und der Mond entstanden

Das Sonnensystem entstand in einer Molekülwolke. Vor 4,6 Milliarden Jahren löste die Stoßwelle einer nahen Supernova den Kollaps des Sonnennebels aus, die Sonne zündete, um sie wuchsen Schicht für Schicht Planeten, und der Mond ging aus einem gewaltigen Einschlag hervor. Vom Kollaps des Sonnennebels bis zur Abkühlung der Erdoberfläche vor 4 Milliarden Jahren, als es Millionen Jahre regnete und die Urozeane entstanden, gibt es acht Schlüsselereignisse.

Diese Ära reicht von 9 bis 9,7 Milliarden Jahren und umfasst unsere eigene kleine Ecke des Universums.

Acht Ereignisse

• Vor 4,6 Milliarden Jahren · Sonnennebel kollabiert: Die Stoßwelle einer nahen Supernova löst den Kollaps aus.
• Vor 4,57 Milliarden Jahren · Sonne zündet: Die Kerntemperatur erreicht 15 Millionen Grad.
• Vor 4,56 Milliarden Jahren · Frostgrenze: Jenseits der Frostgrenze kondensiert eisiges Material.
• Vor 4,55 Milliarden Jahren · Jupiter entsteht: Der Riesenplanet räumt seine Bahn frei.
• Vor 4,54 Milliarden Jahren · Protoerde: Eine geschmolzene Gesteinskugel.
• Vor 4,5 Milliarden Jahren · Theia-Einschlag: Trümmer der Kollision bilden den Mond.
• Vor 4,1 Milliarden Jahren · Spätes Schweres Bombardement: Kometen und Asteroiden liefern Wasser.
• Vor 4 Milliarden Jahren · Urozeane: Die Oberfläche kühlt ab, und es regnet Millionen Jahre lang.

Spuren der Geburt des Sonnensystems

Die Zerfallsprodukte von Aluminium-26 in Meteoriten zeigen, dass ganz in der Nähe ein Stern gestorben war, gerade als das Sonnensystem entstand. Der Titel des Aufsatzes fragt „Fossil or fuel?“ (Lee, Papanastassiou und Wasserburg, The Astrophysical Journal Letters, 1977). Wie alt ist die Erde? Bleiisotope in Meteoriten ergeben etwa 4,55 Milliarden Jahre. Um Bleiverunreinigungen zu beseitigen, setzte sich der Forscher später auch für das Verbot von verbleitem Benzin ein (Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1956).

Der Mond und die Planeten

Computersimulationen zeigen, dass ein marsgroßer Körper die Erde schräg traf und die Trümmer sich zum Mond zusammenfanden (Canup und Asphaug, Nature, 2001). Warum ist der Mars so klein? Jupiter wanderte nach innen, wurde dann von Saturn zurückgezogen und fraß unterwegs das Rohmaterial des Mars auf (Walsh et al., Nature, 2011).

Woher das Wasser kam

Eine gewaltsame Umordnung der Bahnen der Riesenplaneten schleuderte viele Kleinkörper ins innere Sonnensystem und löste das Späte Schwere Bombardement aus. Das ist das Nizza-Modell (Gomes, Levison, Tsiganis und Morbidelli, Nature, 2005). Flüssiges Wasser könnte allerdings noch früher erschienen sein. Ein Zirkonkorn von der Größe eines Sandkorns deutet darauf hin, dass die Erde schon etwa 150 Millionen Jahre nach ihrer Entstehung flüssiges Wasser gehabt haben könnte. Der Titel des Aufsatzes spricht von Belegen für kontinentale Kruste und Ozeane vor 4,4 Milliarden Jahren (Wilde, Valley, Peck und Graham, Nature, 2001).

Der Vergleich dieses Belegs mit der Zeitachse zeigt einen interessanten Unterschied. Die Zeitachse setzt die Urozeane auf vor 4 Milliarden Jahren, während die Zirkonstudie das Erscheinen flüssigen Wassers auf vor 4,4 Milliarden Jahren zurückschiebt. Ebenso liegt das aus Meteoriten gewonnene Alter der Erde, etwa 4,55 Milliarden Jahre, nicht weit von der Protoerde der Zeitachse bei vor 4,54 Milliarden Jahren. Die Zeitachse gibt eine grobe, leicht verfolgbare Reihenfolge, und die genauen Jahre ändern sich mit dem Stand der Forschung.

Das Sonnensystem ist nicht das einzige

Um 51 Pegasi wurde ein Riesenplanet gefunden, der seinen Stern in 4 Tagen umkreist. Das Sonnensystem war nicht mehr das einzige, und die Entdecker gewannen dafür 2019 den Nobelpreis (Mayor und Queloz, Nature, 1995). Das Kepler-Teleskop starrte auf einen Himmelsausschnitt und suchte neue Welten anhand der schwachen Verdunkelung, wenn Planeten vor ihrem Stern vorbeiziehen, und fand Tausende (Borucki et al., Science, 2010). Um einen kleinen Roten Zwerg drängen sich sieben erdgroße Planeten, und auf mehreren von ihnen könnte flüssiges Wasser sein (Gillon et al., Nature, 2017).

Die Originale lesen? Such nach diesen Titeln

• Lee et al. (1977): Aluminum-26 in the early solar system: Fossil or fuel?
• Patterson (1956): Age of meteorites and the earth
• Canup und Asphaug (2001): Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation
• Walsh et al. (2011): A low mass for Mars from Jupiter's early gas-driven migration
• Gomes et al. (2005): Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets
• Wilde et al. (2001): Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago
• Mayor und Queloz (1995): A Jupiter-mass companion to a solar-type star
• Borucki et al. (2010): Kepler planet-detection mission: introduction and first results
• Gillon et al. (2017): Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1

So zeigt es das Spiel

Im Spiel ist der Zeitraum der Ära Sonnensystem „9 bis 9,7 Milliarden Jahre“, und ihre Ressource sind Planetesimale. Die Generatoren sind Molekülwolken, Protoplanetare Scheibe, Planetesimal-Kollisionen und Protoplaneten, ungefähr in der Reihenfolge „die Wolke wird zur Scheibe, Kleinkörper in der Scheibe kollidieren und wachsen und werden schließlich zu Planeten“.