Das 4,5 Milliarden Jahre alte Rätsel entschlüsselt: Der Zeitpunkt der Entstehung des Jupiters wird enthüllt

DNVN – Wissenschaftler haben soeben eine bahnbrechende Entdeckung bekannt gegeben und damit ein jahrzehntelanges Rätsel um die Entstehung des Jupiters – des Riesenplaneten im Sonnensystem – gelöst.

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Entstehung des Jupiters zu Hochgeschwindigkeitskollisionen führte, die geschmolzene Tröpfchen erzeugten. Diese Tröpfchen sind in Meteoriten erhalten geblieben – winzigen Zeitkapseln aus der Frühzeit des Sonnensystems. Quelle: Shutterstock

Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren dehnte sich Jupiter rasant zu dem Riesenplaneten aus, den wir heute kennen. Seine immense Schwerkraft brachte die Umlaufbahnen unzähliger Gesteins- und Eiskörper – primitiver Asteroiden und Kometen – durcheinander. Diese Störungen führten zu so heftigen Kollisionen, dass das Gestein und der Staub im Inneren der Asteroiden schmolzen und Tröpfchen aus geschmolzenem Gestein, sogenannte Chondren, bildeten. Erstaunlicherweise sind viele dieser uralten Chondren in Meteoriten erhalten geblieben, die auf die Erde gefallen sind.

In einem neuen Schritt haben Wissenschaftler der Universität Nagoya (Japan) und des italienischen Nationalen Instituts für Astrophysik (INAF) entschlüsselt, wie diese Chondren entstehen, und sie genutzt, um den genauen Zeitpunkt des Entstehens des Jupiters zu bestimmen.

Eine in Scientific Reports veröffentlichte Studie zeigt, dass die Eigenschaften von Chondren – darunter ihre Größe und ihre Abkühlungsrate im Weltraum – von der Wassermenge in den kollidierenden Planetesimalen abhängen. Diese Erkenntnis deckt sich nicht nur mit Beobachtungen an Meteoritenproben, sondern belegt auch, dass die Entstehung von Riesenplaneten die Chondrenbildung direkt antreibt.

Auf einem Dünnschliff des Allende-Meteoriten sind unter dem Mikroskop abgerundete Chondren sichtbar. Bildnachweis: Akira Miyake, Universität Kyoto.

„Zeitkapsel“ aus der Zeit vor 4,6 Milliarden Jahren

Chondren – winzige Kugeln mit einem Durchmesser von nur 0,1 bis 2 mm – verschmolzen einst in Asteroiden, als sich das Sonnensystem bildete. Milliarden von Jahren später fielen Bruchstücke dieser Asteroiden auf die Erde und brachten so Erkenntnisse über die Geschichte des Universums mit sich. Doch warum Chondren perfekt rund sind, gibt Wissenschaftlern seit Jahrzehnten Rätsel auf.

„Wenn Asteroiden kollidieren, verdampft Wasser sofort zu expandierendem Dampf. Dieses Phänomen ähnelt den Mikroexplosionen, die geschmolzenes Silikatgestein in winzige Tröpfchen zerteilen, wie wir sie heute in Meteoriten beobachten“, erklärte die Koautorin der Studie, Professorin Sin-iti Sirono vom Fachbereich Erd- und Umweltwissenschaften der Universität Nagoya.

„Bisherige Theorien konnten die Eigenschaften der Chondren nicht erklären, ohne extrem spezielle Bedingungen anzunehmen, während dieses Modell auf natürlichen Bedingungen basiert, die im frühen Sonnensystem herrschten, als Jupiter entstand“, fügte er hinzu.

Jupiters Schwerkraft verursacht Kollisionen zwischen kleinen Planeten, die Gestein zu Wassertröpfchen schmelzen lassen, welche sich durch die Ausdehnung des Wasserdampfs verteilen. Bildnachweis: Diego Turrini und Sin-iti Sirono.

Anhand von Computersimulationen zeigt das Team, dass Jupiters enorme Schwerkraft zu Hochgeschwindigkeitskollisionen zwischen felsigen und wasserreichen Planetesimalen führte und dadurch massive Chondren erzeugte.

„Wir haben die Eigenschaften und die Anzahl der simulierten Chondren mit den tatsächlichen Meteoritendaten verglichen und eine bemerkenswerte Übereinstimmung festgestellt“, sagte Dr. Diego Turrini, einer der Hauptautoren und leitender Wissenschaftler am INAF. „Das Modell zeigt außerdem, dass die Chondrenbildung parallel zu der Phase stattfand, in der Jupiter Nebelgas ansammelte und seine enorme Größe erreichte. Wie die Meteoritendaten belegen, erreichte die Chondrenbildung ihren Höhepunkt etwa 1,8 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems – genau zu dem Zeitpunkt, als Jupiter entstand.“

Auf einem Dünnschliff des Allende-Meteoriten sind unter dem Mikroskop abgerundete Chondren sichtbar. Bildnachweis: Akira Miyake, Universität Kyoto.

Vorschläge zur Bestimmung des Alters von Planeten

Laut Wissenschaftlern liefert diese Forschung ein klareres Bild von der Entstehung des Sonnensystems. Die Chondrenproduktion durch Jupiter ist jedoch kurzlebig und kann daher die Altersunterschiede der in verschiedenen Meteoriten gefundenen Chondren nicht erklären.

Die plausibelste Hypothese ist, dass auch andere Riesenplaneten – insbesondere Saturn – ähnliche Effekte hatten und so zur Entstehung weiterer Chondren beitrugen.

Durch die Untersuchung von Chondren unterschiedlichen Alters hoffen Wissenschaftler, die Entstehungsreihenfolge der Planeten in unserem Sonnensystem zu bestimmen. Die Ergebnisse werden nicht nur zum Verständnis der Geschichte der Erde und ihrer kosmischen Nachbarn beitragen, sondern auch neue Möglichkeiten eröffnen, die Entstehung und Entwicklung anderer Planetensysteme um ferne Sterne zu erforschen.

La Khe (Laut SciTech Daily)

Quelle: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/giai-ma-bi-an-4-5-ty-nam-thoi-diem-sao-moc-chao-doi-duoc-he-lo/20250901105010242