Seltene Meteoriten aus den frühen Tagen des Sonnensystems haben gezeigt, dass Jupiter unerwartet spät geboren wurde, etwa 5 Millionen Jahre nach der Geburt der Sonne und der ersten Asteroiden, sagen Wissenschaftler in einem Artikel, der in Science Advances veröffentlicht wurde.
„Wir haben gezeigt, dass die Geburt des Jupiter den Asteroidengürtel auf besondere Weise„ aufgewühlt “haben muss und die darin enthaltenen Asteroiden mit einer sehr hohen Geschwindigkeit kollidieren lassen, die für die Bildung von CB-Chondriten erforderlich ist. Wir können also sagen, dass diese Meteoriten das erste Beispiel dafür sind, wie das Sonnensystem die schreckliche Kraft des Jupiter auf seiner Haut spürte “, sagte Brandon Johnson von der Brown University (USA).
Leiter des Sonnensystems
Wissenschaftler glauben heute, dass sich das Sonnensystem vor etwa 4,6 Milliarden Jahren infolge des Gravitationskollapses einer riesigen interstellaren Molekülwolke zu bilden begann. Der größte Teil der Materie ging zur Bildung des Sterns - der Sonne - und aus dem Rest der Materie, die nicht in die Mitte fiel, wurde eine rotierende protoplanetare Scheibe gebildet, aus der später die Planeten, ihre Satelliten, Asteroiden und andere kleine Körper des Sonnensystems entstanden.
Früher glaubte man, dass sich alle Planeten in ungefähr denselben Umlaufbahnen gebildet haben, in denen sie sich jetzt befinden. Astronomen glauben heute, dass Jupiter und andere Riesenplaneten "Bildhauer" waren, deren Wanderungen in Richtung Sonne und Rand des Sonnensystems die Bildung der "Embryonen" der Erde und anderer felsiger Planeten und ihre Wechselwirkungen miteinander orchestrierten.
Johnson und seine Kollegen fanden heraus, wann dieser Prozess begann und als Jupiter durch die Untersuchung relativ seltener Meteoriten entstand. Trümmer der ältesten Asteroiden bildeten sich infolge der stärksten "kosmischen Unfälle" im Sonnensystem.
Diese "Himmelssteine", die sogenannten CB-Chondriten, sind poröse felsige Strukturen, die Bimsstein ähneln und viele Kugeln aus einer Legierung aus Eisen und Nickel enthalten, was für diese Art von Asteroiden äußerst ungewöhnlich ist.
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Chondriten wurden nach heutigen Wissenschaftlern in den ersten Tagen des Lebens des Sonnensystems gebildet, zu einer Zeit, als Planeten, Kometen und andere kleine Himmelskörper noch nicht existierten. Chondrite enthalten in der Regel selten Metalle, da sie das Erhitzen auf hohe Temperaturen nie überstanden und nicht geschmolzen sind.
Tanz der kleinen Chondriten
CB-Chondrite sind in dieser Hinsicht eine Ausnahme - sie enthalten einen Rekordanteil an Metallen für Asteroiden dieses Typs. Daher glauben viele Astronomen, dass sie eigentlich keine Chondriten sind, da es äußerst schwierig ist, das Auftreten von Metallkugeln in ihnen anhand allgemein anerkannter Theorien über die Geburt des Sonnensystems zu erklären.
„Die Verdunstung von Eisen in Meteoriten kann nur bei sehr hohen Kollisionsgeschwindigkeiten erfolgen. Sie müssen es auf eine Geschwindigkeit von 20 Kilometern pro Sekunde beschleunigen, um darüber nachzudenken, und die üblichen Modelle des sich bildenden Sonnensystems „beschleunigen“Asteroiden bestenfalls nur bis zu 12 Kilometer pro Sekunde “, erklärt der Planetenwissenschaftler.
Johnson fand die Antwort auf dieses Rätsel, indem er die Struktur von Metallkugeln in solchen Meteoriten untersuchte. Er fand heraus, dass sie sich alle etwa fünf Millionen Jahre nach dem Entstehen aller anderen Arten von Chondritmaterie gebildet hatten.
Solch ein synchrones Auftreten von CB-Chondriten veranlasste ihn zu der Annahme, dass der Anstoß für ihre Geburt im wörtlichen und bildlichen Sinne der wandernde Jupiter gewesen sein könnte, der das Deck der entstehenden Asteroiden „mischte“und sie zwang, miteinander zu kollidieren.
Er testete diese Idee, indem er ein Computermodell des neugeborenen Sonnensystems erstellte, in dem Jupiter in den ersten Millionen Jahren seines Lebens zur Sonne wanderte. Sie zeigte, dass seine Bewegung ausreichte, um selbst groß genug protoplanetare Körper mit einem Durchmesser von 90 oder 300 Kilometern mit sehr hohen Geschwindigkeiten und einer Geschwindigkeit von 33 Kilometern pro Sekunde miteinander zu kollidieren.
Solche Kollisionen dauerten nicht lange - etwa 500.000 Jahre. Dementsprechend können wir sagen, dass Jupiter praktisch gleichzeitig mit der Bildung von CB-Chondriten geboren wurde - etwa 5 Millionen Jahre nachdem sich nach der Geburt der Sonne die ersten Asteroiden im Sonnensystem zu bilden begannen.
Eine ähnliche Geburtszeit von Jupiter war eine große Überraschung für Johnson und seine Kollegen - frühere Wissenschaftler glaubten, dass Riesenplaneten sehr schnell entstanden, da sich das Gas der protoplanetaren Scheibe unter dem Druck der Strahlen der jungen Sonne zerstreuen musste. Wenn die Berechnungen der Autoren des Artikels korrekt sind, war dies nicht der Fall, was die Wissenschaftler dazu zwingen könnte, die Theorie der Geburt des Sonnensystems zu überdenken.
