Planetenentstehung

Planetenentstehung beginnt in einer protoplanetaren Scheibe und folgt zwei Hauptmodellen: Kernakkretionsmodell und Gravitationsinstabilität.

Beim Kernakkretionsmodell (dem Standardmodell) wachsen Staubkörner durch Kollisionen zu immer größeren Brocken. Ab etwa einem Kilometer Durchmesser hilft die eigene Schwerkraft, weiteres Material einzufangen. Ein Gesteins-Eis-Kern von 10 Erdmassen kann schnell eine massive Gashülle ansammeln und zum Gasriesen werden, so entstanden Jupiter und Saturn. Gesteinsplaneten wie die Erde blieben kleiner, weil in ihrer Nähe zur Sonne kein Eis existierte und weniger Material zur Verfügung stand.

Die Gravitationsinstabilität ist ein schnellerer Prozess: Dichte Klumpen in der Scheibe kollabieren direkt zu Gasriesen, ähnlich wie Sterne aus Gaswolken entstehen. Dieses Modell könnte die Entstehung von Riesenplaneten auf weiten Umlaufbahnen erklären.

Moderne Beobachtungen haben das Bild verkompliziert: Planetenmigration (Gasriesen wandern nach innen oder außen), das 'Grand Tack'-Modell (Jupiter wanderte zur Mars-Bahn und wieder zurück) und das 'Nice-Modell' (die Gasriesen ordneten sich spät um) zeigen, dass Planetensysteme nach der Entstehung dramatisch umgebaut werden.

Olaf Stapledons Star Maker (1937) entwirft kosmische Schöpfungsszenarien. Peter F. Hamiltons Commonwealth-Saga nutzt Planetenentstehung als Hintergrund.

Gerade die Erkenntnis, dass fertige Planetensysteme nachträglich dramatisch umgebaut werden, hat das alte, ordentliche Bild einer ruhigen Entstehung abgelöst. Das Nice-Modell und die Grand-Tack-Hypothese beschreiben unser Sonnensystem als Ergebnis einer chaotischen Jugend, in der die Riesenplaneten wanderten, Resonanzen durchliefen und ganze Schwärme von Kleinkörpern ins innere System schleuderten. Dieses späte Bombardement könnte das Wasser auf die Erde gebracht und zugleich die Verteilung der Asteroiden und Kometen geprägt haben. Für die Bewohnbarkeit ist das von großer Bedeutung, denn ein wandernder Gasriese kann Gesteinsplaneten aus der habitablen Zone werfen oder umgekehrt erst dorthin lenken. Beim Blick auf fremde Systeme erklärt die Migration, warum so viele Architekturen existieren, die im Sonnensystem keine Entsprechung haben. Planetenentstehung ist damit kein einmaliger Bauplan, sondern ein langer, störungsanfälliger Prozess, dessen Zufälle darüber mitentscheiden, ob am Ende eine lebensfreundliche Welt übrig bleibt.