Entschlüsselung des 4,5 Milliarden Jahre alten Rätsels: Der Zeitpunkt der Geburt des Jupiters ist bekannt

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

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Jupiters Geburt Hochgeschwindigkeitskollisionen auslöste, die geschmolzene Tröpfchen erzeugten, die in Meteoriten konserviert wurden – 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 enorme Schwerkraft störte die Umlaufbahnen zahlloser Gesteins- und Eiskörper – primitiver Asteroiden und Kometen. Diese Störungen führten zu so heftigen Kollisionen, dass Gestein und Staub im Inneren der Asteroiden schmolzen und Tröpfchen geschmolzenen Gesteins, sogenannte Chondren, bildeten. Bemerkenswerterweise sind viele urzeitliche Chondren in Meteoriten erhalten geblieben, die auf die Erde fielen.

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

Eine in Scientific Reports veröffentlichte Studie zeigt, dass die Eigenschaften von Chondren – einschließlich ihrer Größe und ihrer Abkühlungsgeschwindigkeit im Weltraum – von der Wassermenge in den kollidierenden Planetesimalen bestimmt werden. Diese Erkenntnis deckt sich nicht nur mit Beobachtungen an Meteoritenproben, sondern zeigt auch, dass die Entstehung von Riesenplaneten die Entstehung von Chondren direkt vorantreibt.

Unter dem Mikroskop sind auf einem dünnen Abschnitt des Allende-Meteoriten 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 Millimetern – verschmolzen einst bei der Entstehung des Sonnensystems zu Asteroiden. Milliarden Jahre später fielen Asteroidenfragmente auf die Erde und brachten Zeugnisse aus der Geschichte des Universums mit. Doch warum Chondren perfekt rund sind, gibt Wissenschaftlern seit Jahrzehnten Rätsel auf.

„Wenn Asteroiden kollidieren, verdampft Wasser sofort und es entsteht Dampf. Dieses Phänomen ähnelt den Mikroexplosionen, die geschmolzenes Silikatgestein in winzige Tröpfchen zerbrechen, wie wir sie heute in Meteoriten sehen“, erklärte der Co-Autor der Studie, Professor Sin-iti Sirono von der Fakultät für Geo- und Umweltwissenschaften der Universität Nagoya.

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

Die Schwerkraft des Jupiters verursacht Kollisionen zwischen kleinen Planeten, bei denen Gestein zu Wassertropfen schmilzt, die sich beim Ausdehnen des Wasserdampfs zerstreuen. Bildnachweis: Diego Turrini und Sin-iti Sirono.

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

„Wir verglichen die Eigenschaften und die Anzahl der simulierten Chondren mit den tatsächlichen Meteoritendaten und fanden eine bemerkenswerte Übereinstimmung“, sagte Dr. Diego Turrini, Co-Leitautor und leitender Forscher am INAF. „Das Modell zeigt auch, dass die Chondrenproduktion parallel zu der Zeit stattfand, als Jupiter Nebelgas ansammelte und seine enorme Größe erreichte. Wie die Meteoritendaten zeigen, erreichte die Chondrenbildung ihren Höhepunkt etwa 1,8 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems, also genau zur Geburtsstunde Jupiters.“

Unter dem Mikroskop sind auf einem dünnen Abschnitt des Allende-Meteoriten abgerundete Chondren sichtbar. Bildnachweis: Akira Miyake, Universität Kyoto.

Vorschläge zur Bestimmung des Alters von Planeten

Wissenschaftlern zufolge liefert diese Forschung ein klareres Bild der Entstehung des Sonnensystems. Allerdings ist die Chondrenproduktion durch Jupiter nur von kurzer Dauer und kann die Altersunterschiede der in verschiedenen Meteoriten gefundenen Chondren nicht erklären.

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

Durch die Untersuchung von Chondren unterschiedlichen Alters hoffen Wissenschaftler, die Reihenfolge der Planetenbildung in unserem Sonnensystem zu bestimmen. Die Ergebnisse werden nicht nur dazu beitragen, die Geschichte der Erde und ihrer kosmischen Nachbarn zu verstehen, sondern auch Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung anderer Planetensysteme um ferne Sterne liefern.

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