Die Erde ist nicht „super“, weil die Sonne Ringe hatte
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Während wir den Kosmos erforschen, haben Astronomen viele sogenannte „Super-Erden“ gesehen. Diese felsigen Planeten können mehrmals so massiv sein wie die Erde, und es gibt kein Analogon in unserem Sonnensystem. Aber warum ist das so? Wissenschaftler der Rice University könnten es im Griff haben. Astrophysiker André Izidoro und seine Kollegen haben das gezeigt, indem sie unser Sonnensystem mit einem Supercomputer modelliert haben Die frühe Bildung von Ringen um die Sonne beeinflusste die Größe der resultierenden Planeten.
Die fraglichen Ringe sind ein Merkmal protoplanetarer Scheiben. Wenn sich ein neuer Stern bildet, beginnt seine Schwerkraft, nahe Staub- und Gaswolken zu beeinflussen. Mit der Zeit verklumpen Partikel und ihre Schwerkraft übernimmt, um Asteroiden, Kometen und Planeten zu erschaffen. Etwa 30 Prozent der sonnenähnlichen Sterne enden mit einer Supererde
Um herauszufinden, was uns von anderen unterscheidet, entwarf das Team ein Modell des Sonnensystems, das auf den neuesten astronomischen Forschungsergebnissen basiert. Sie führten die Simulation hunderte Male durch, was zu einem Sonnensystem führte, das unserem sehr ähnlich ist, einschließlich des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter, stabilen Umlaufbahnen für die inneren Planeten, einer genauen Masse für den Mars (die in anderen Modellen oft überschätzt wird) und Kuipergürtelobjekte jenseits von Neptun.
Der Schlüssel zu dieser genauen Simulation war ein Fokus auf “Druckstöße”. Wenn ein Stern geboren wird, wirkt seine Schwerkraft auf die protoplanetare Scheibe und zieht Material nach innen. Die Veränderungen dieser Partikel verursachen Druckstöße in Bereichen, in denen sie große Mengen an verdampftem Gas freisetzen. Dies könnte unsere Scheibe aus Staub und Gas in mehrere Ringe zerbrochen haben. Wir haben ähnliche Strukturen in jüngeren Sternen gesehen, die viele Lichtjahre entfernt sind (wie der Stern HL Tau unten), also könnte dies ein häufiges Phänomen bei der Entstehung unseres Sonnensystems sein.
Das junge Sonnensystem HL Tau, gesehen vom Radioteleskop-Array ALMA.
Das Team stellte die Hypothese auf, dass die Zusammensetzung unserer kleinen Ecke des Kosmos auf drei Druckstöße zurückzuführen ist. Diese Unebenheiten wären an den Silikat-, Wasser- und Kohlenmonoxid-Sublimationsleitungen aufgetreten – fest auf der einen Seite der Leitung und gasförmig auf der anderen. Der sonnennächste Ring in der Simulation befindet sich beispielsweise dort, wo Siliziumdioxid zu Dampf wird. Dies führte Material zu den inneren Planeten wie der Erde, aber das Timing ist auch ein wichtiger Aspekt. In einigen Simulationen führte ein späteres Auftreten der Sublimationslinie des mittleren Wassers (auch Schneegrenze genannt) zum Auftreten einer Supererde. Vielleicht passiert das in all den anderen Sonnensystemen, die riesige Gesteinsplaneten haben.
All dies geschah vor so langer Zeit, dass es unmöglich sein kann, alle Antworten in unserem eigenen Hinterhof zu finden. Um die Geschichte unseres Sonnensystems besser zu verstehen, müssen so viele andere wie möglich beobachtet werden. Derzeit sind die meisten jungen Sterne in Gaswolken gehüllt, die Instrumente wie Hubble blockieren. jedoch die kürzlich gestartetes James-Webb-Weltraumteleskop arbeitet im mittleren Infrarot, kann also durch solche Barrieren blicken. Das Teleskop soll noch in diesem Jahr einsatzbereit sein.
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