Eine ganz neue Perspektive auf Jupiter. Die Aufnahme der Raumsonde Juno zeigt seinen Südpol. Aus der Analyse von Meteoriteneigenschaften wurde jetzt auf sein Alter geschlossen.
Bild: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles
Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern hat festgestellt, dass Jupiter der älteste Planet in unserem Sonnensystem ist
Beim Betrachten von Wolfram- und Molybdänisotopen auf Eisenmeteoriten stellte das Team, bestehend aus Wissenschaftlern vom Lawrence Livermore National Laboratory und vom Institut für Planetologie an der Universität Münster, Deutschland, fest, dass Meteoriten aus zwei genetisch unterschiedlichen Nebelreservoirs nebeneinander bestehen, aber getrennt geblieben sind zwischen 1 Million und 3-4 Millionen Jahren nach der Entstehung des Sonnensystems.
„Der plausibelste Mechanismus für diese effiziente Trennung ist die Bildung von Jupiter, der eine Lücke in der Gas- und Staubscheibe verursachte und dadurch den Austausch von Material zwischen den beiden Reservoirs verhinderte“, sagte Thomas Kruijer, leitender Autor des Papers in der Online-Ausgabe vom 12. Juni mit dem Titel „Proceedings of the National Academy of Scies.“ Früher war Kruijer an der Universität Münster und ist jetzt bei Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). „Jupiter ist der älteste Planet unseres Sonnensystems und sein fester Kern entstand, bevor das Gas des Sonnennebels zerstreut wurde. Dies steht im Einklang mit dem Kern-Akkretions-Modell für die Riesenplanetenbildung.“
v Jupiter ist der massereichste Planet des Sonnensystems und seine Präsenz hatte enormen Einfluss auf die Dynamik der Akkretionsscheibe. Die Kenntnis des Alters von Jupiter ist der Schlüssel zum Verständnis, wie sich das Sonnensystem zu seiner heutigen Architektur entwickelte. Obwohl die Modell vorhersagen, dass Jupiter relativ früh gebildet wurde, ist bis jetzt seine Formation noch nie datiert worden.
„Wir haben keine Proben vom Jupiter (im Gegensatz zu anderen Objekten wie von Mars, Mond und Asteroiden)“ sagte Kruijer. „In unserer Studie verwenden wir Isotopen-Signaturen von Meteoriten (die von Asteroiden abgeleitet sind), um daraus auf Jupiters Alter zu schließen.“
Das Team konnte durch Isotopenanalysen von Meteoriten zeigen, dass sich der feste Kern Jupiters innerhalb von etwa 1 Million Jahre nach dem Start der Geschichte des Sonnensystems formte und damit ist Jupiter der älteste Planet in unserem Sonnensystem. Durch seine schnelle Bildung fungierte Jupiter als wirksame Barriere gegen den Transport von Material über die Scheibe hinaus, was möglicherweise erklärt, warum in unserem Sonnensystem eine Super-Erde fehlt.
Das Team stellte fest, dass Jupiters Kern innerhalb von 1 Million Jahre auf etwa 20 Erdmassen wuchs, gefolgt von einem längeren Wachstum auf 50 Erdmassen in den folgenden 3–4 Millionen Jahren nach der Entstehung des Sonnensystems.
Die früheren Theorien besagten, dass Gas-Riesen-Planeten wie Jupiter und Saturn beim Wachstum zu großen festen Kernen von etwa 10 bis 20 Erdmassen heranwuchsen und die Akkumulation von Gas auf diese Kerne gleich folgte. Die Schlussfolgerung war, dass sich die Kerne der Gasriesen vor der Dissipation des Solarnebels gebildet haben mussten, was wahrscheinlich zwischen 1 Million und 10 Millionen Jahren nach der Entstehung des Sonnensystems stattfand.
Die Arbeit des Teams bestätigte die früheren Theorien, aber die Forscher sind jetzt in der Lage, Jupiters Alter aufgrund von Isotopen-Signaturen von Meteoriten viel präziser zu bestimmen. Obwohl die rasche Akkretion der Kerne modelliert wurde, war es bisher nicht möglich, die Entstehung zu datieren.
„Unsere Messungen zeigen, dass das Wachstum von Jupiter mit dem ausgeprägten genetischen Erbe und den Entstehungszeiten von Meteoriten datiert werden kann“, sagte Kruijer.
Die meisten Meteoriten leiten sich von kleinen Objekten ab, die sich im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter befinden. Ursprünglich entstanden diese Objekte vermutlich auf einem viel breiterem Spektrum von heliozentrischen Entfernungen, wie die ausgeprägten chemischen und isotopischen Zusammensetzungen und dynamische Modelle suggerieren, die darauf hindeuten, dass der Gravitationseinfluss der Gasriesen die kleinen Objekte in den Asteroidengürtel streute.
14. Juni 2017/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
