Asteroidengürtel-Entstehung ein wenig anders?

Abb.: In der Staubscheibe um den jungen Stern HL Tau sind deutlich Lücken zu erkennen. Beobachtungen wie diese sind nach Ansicht der Autoren ein Hinweis darauf, dass es früher eine leere Zone zwischen Mars- und Jupiterbahn gegeben haben könnte. [ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)]

Über die Asteroidengürtel-Entstehung zwischen den Planeten Mars und Jupiter gibt es viele Theorien. Die gängigste von ihnen ist die, dass Jupiter durch seine Gravitationskraft die Bildung eines Himmelskörpers an dieser Stelle verhindert hat und die Asteroiden Überreste sogenannter Planetesimale aus der Zeit der Entstehung des Sonnensystems sind.

Im Fachblatt »Science Advances« haben die Astronomen Sean Raymond und André Izidoro von der Universität Bordeaux nun ein alternatives Modell zur Entstehung des Asteroidengürtels vorgestellt: Danach war der Raum zwischen Mars und Jupiter zunächst leer und erst durch Zusammenstöße mit anderen Himmelskörpern gelangten die Kleinstkörper hierher. Dieses Szenario scheint die heute zu beobachtende geringe Masse des Asteroidengürtels von 1/1000stel der Erdmasse ebenso zu erklären wie die Massenverteilung innerhalb des Asteroidengürtels. Mit der klassischen Theorie seiner Entstehung ist dies aber ebenso wenig in Einklang zu bringen wie die Tatsache, dass im Innenteil des Gürtels die Himmelskörper eine überwiegend helle, am Rand dagegen aber eine dunkle Oberfläche zeigen.

Asteroidentypen

Innerhalb des Asteroidengürtels gibt es verschiedene Typen von Himmelskörpern. Im inneren Bereich sind vorwiegend die Gesteinsbrocken vom zweithäufigsten Typ mit heller silikathaltiger Oberfläche zu finden (S-Typ-Asteroiden wie (29) Amphitrite, (5) Astraea, (27) Euterpe, (6) Hebe oder (7) Iris). Der äußere Bereich wird überwiegend bevölkert durch die Astroiden vom C-Typ mit dunkler, kohlenstoffartiger Oberfläche wie (54) Alexandra, (164) Eva und (2598) Merlin. Darüber hinaus befinden sich 12 weitere, sehr unterschiedliche Asteroidentypen in dieser Region, die aber einen geringeren Anteil gegenüber den C- und S-Typen haben.

Entstehung mit Lücke

Die klassische Theorie zur Entstehung des Asteroidengürtels, wonach Jupiter hier die Bildung eines Planeten verhindert hat, kann nun aber weder die geringe Masse noch die Trennung zwischen C- und S-Typ-Astroiden erklären. Danach hätten die Gesamtmasse 2000-mal größer und die verschiedenen Asteroidentypen im Gürtel deutlicher durchmischt sein müssen.

Das Modell von Raymond und Izidoro geht daher von einem leicht anderen Ansatz für die Entstehung der Himmelskörper im gesamten Sonnensystem aus. Dieser weicht von der gängigen Theorie, wonach alle Himmelskörper aus einer gemeinsamen Gas- und Staubwolken hervorgingen, allerdings nur geringfügig ab. So war der Anteil an fester Materie im inneren Sonnensystem auch nach klassischer Sicht höher und der äußere mehr mit gasförmiger Materie durchsetzt. Neu ist die scharfe Trennung zwischen beiden Bereichen und dass sich in einer Lücke zwischen den Regionen zunächst keine Himmelskörper befanden. Diese sind erst später durch enge Begegnungen und Zusammenstößen mit anderen Asteroiden und Planetesimalen dort hingelangt: Asteroiden mit heller Oberfläche aus dem inneren und solche mit dunkler Oberfläche aus dem äußeren Sonnensystem. Damit ließe sich auch die Aufteilung zwischen hellen und dunklen Asteroiden im Gürtel erklären und warum es keine große Durchmischung der verschiedenen Typen gegeben hat.

Asteroiden als Überreste der Planetenentstehung

Letzten Endes sind die Asteroiden im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter doch »nur« Überreste aus der Zeit der Entstehung des Sonnensystems, nur das sie überall im Sonnensystem entstanden und durch eine Art »Migration« an die Nahtstelle zwischen den Gesteins- und den Gasplaneten gelangten.

LINKS:
Originalveröffentlichung auf dem arxiv.org pre-print-Server: https://arxiv.org/abs/1709.04242

Webblog von Raymond und Izidoro (in englisch): https://planetplanet.net/2017/09/13/the-empty-primordial-asteroid-belt/

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