Die Geburt unseres Sonnensystems

Ein Bild des Carinanebels, aufgenommen vom James Webb Space Telescope, zeigt die Entstehung von Sternen. (Quelle: NASA)

Unser Sonnensystem ist nur ein kleiner Teil des Universums: nur acht Planeten umkreisen einen kleinen Stern am Rande einer Galaxie unter Milliarden. Doch wenn die Größe des Sonnensystems unbedeutend erscheint, trösten Sie sich mit seiner Langlebigkeit. Unsere Sonne und unsere Planeten entstanden vor Milliarden von Jahren durch einen langsamen Prozess, bei dem Gas und Staub zu den Himmelskörpern kondensierten, die heute existieren. Unser Sonnensystem mag zwar nur ein kleiner Teil des Universums sein, aber es entstand durch einen Prozess, der so alt ist wie das Universum selbst.

In seiner frühesten Entstehung war unser Sonnensystem ein riesiger Nebel aus Staub und Gas, der sich über fünfzig Lichtjahre erstreckte. Die Schwerkraft zog dieses Gas langsam zusammen, wobei der Großteil des Materials zur Sonne kondensierte und eine protoplanetare Scheibe hinterließ, die den neuen Stern umkreiste. Diese Scheibe wiederum bildete durch einen langsamen und zähflüssigen Prozess der Ansammlung von Staub und Körnern die Planeten.

Eine künstlerische Darstellung eines frühen Sonnensystems. (Quelle: National Radio Astronomy Observatory)

Partikel außerhalb der Sonne rotierten schnell und kollidierten miteinander. Dabei sammelte sich schließlich so viel Material an, dass sich felsige Massen bildeten, die als „Planetesimale“ bezeichnet werden. Diese Planetesimale bestanden aus dem ältesten bekannten Material unseres Sonnensystems und bildeten die Bausteine ​​der Planeten. Auch diejenigen, die sich nicht zu Planeten entwickelten, blieben erhalten und bildeten die inneren und äußeren Asteroidengürtel. Manchmal regneten sie sogar auf die Erde und lieferten so Hinweise auf die Entstehung unseres Sonnensystems. Diese Scheibe aus Staub und Hitze ermöglicht es den Planeten heute, auf einer gleichmäßigen Ebene um die Sonne zu kreisen.

Unser Sonnensystem lässt sich in drei Zonen unterteilen: die sonnennächsten terrestrischen Planeten, die Gasriesen jenseits des Asteroidengürtels sowie die Kometen und anderen kleinen Körper, die im Kuipergürtel am äußeren Rand der Sonnenanziehungskraft kreisen. Die Unterscheidung zwischen Gesteinsplaneten und Gasriesen hängt mit der Temperatur der Sonne in ihrer frühesten Entstehung zusammen. Der Kern des Sonnensystems war so heiß, dass nur Gesteinsoberflächen kondensieren konnten, während weiter außen Planeten wie Jupiter und Saturn entstanden, als Wasser zu Eis kondensierte, das wiederum große Mengen Gas anzog.

Gomez' Hamburger, eine protoplanetare Scheibe um einen jungen Stern, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop. (Quelle: HST)

Ein Großteil unseres Wissens über die Sonne und die Entstehung der Planeten stammt von Meteoriten, die Elemente aus der Frühzeit des Sonnensystems enthalten. Es handelt sich um jene Mikroplanetesimale, die unsere Asteroidengürtel bildeten. Die ältesten Meteoriten sind mit Chondren gefüllt, kleinen geschmolzenen Tröpfchen, die bei Temperaturen über 1.500 K entstanden und schnell zu glasartigen Kugeln abkühlten. Diese Chondren sind Rückstände der ursprünglichen Staubscheibe, die unser Sonnensystem einst bildete. Durch die Untersuchung von Chondren können Wissenschaftler über die Temperaturschwankungen in der protoplanetaren Scheibe spekulieren und ein Modell des frühen Sonnensystems rekonstruieren.

Mithilfe dieser Meteoriten lässt sich viel über die Entstehung unseres Sonnensystems erfahren, doch überraschenderweise ist die Nebelhypothese solchen Entdeckungen schon lange voraus. Sie geht auf den Philosophen Immanuel Kant zurück, der seine Theorie in seiner Allgemeinen Naturgeschichte und Himmelslehre darlegte . Wie alle großen Entdeckungen scheint auch sie von mehreren Denkern unabhängig voneinander ausgearbeitet worden zu sein. Der Mystiker Emmanuel Swenborg nahm Kants Ideen zwanzig Jahre zuvor vorweg, während der Universalgelehrte Pierre-Simon Laplace das Modell 1796 verfeinerte.

Im gesamten Universum spielt sich dieser Prozess der Sonnensystembildung immer wieder ab. Das Universum mag wie eine feste Einheit erscheinen, doch es erfindet sich ständig neu, wenn neue Sterne entstehen und die zu Weißen Zwergen kollabierten ersetzen. Unser Sonnensystem existiert bereits seit Milliarden von Jahren und ist nur eine von vielen Sternen in den Weiten des Weltraums.