Wasserdampf formte das Uranus-System

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Bildquelle: NASA

Bisherige Modellierungen vernachlässigten rasche Verdampfung nach großem Einschlag. Sowohl die extreme Neigung der Rotationsachse des Planeten Uranus als auch das System seiner Monde lassen sich durch den Einschlag eines großen Himmelskörpers in der Frühgeschichte des Sonnensystems erklären. Zu diesem Schluss kommt jetzt ein Team japanischer Forscher. Bislang waren Astronomen mit einem solchen Szenario gescheitert. Das liege daran, dass bisherige Modelle die rasche Verdampfung von Wasser-Eis, aus denen Uranus zu einem großen Teil besteht, vernachlässigt habe, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

Uranus ist der siebte Planet in unserem Sonnensystem und gilt als „Eisriese“: Er besteht zu einem großen Teil aus gefrorenem Wasser mit einem relativ kleinem Gesteinskern. Ungewöhnlich an dem Planeten ist die Lage seiner Rotationsachse – sie ist um 98 Grad geneigt und liegt damit nahezu in der Ebene seiner Umlaufbahn. Und auch die Umlaufbahnen der fünf großen Monde von Uranus sind entsprechend geneigt. Das deutet darauf hin, dass beides ein und dieselbe Ursache hat: den Einschlag eines großen Himmelkörpers auf den jungen Uranus.

„Es ist also naheliegend, dass die Uranus-Monde aus den Trümmern dieser Kollision entstanden sind“, erläutern Shigeru Ida vom Institut für Technologie in Tokio und seine Kollegen. Das Problem: Simulationen eines solchen Einschlag lieferten bislang zwar eine korrekt gekippte Rotationsachse, aber eine Materiescheibe um den Planeten, die viel kleiner und zugleich massereicher ist, als das daraus das heutige Mond-System entstanden sein könnte. Ida und sein Team sehen den Fehler in der kritiklosen Übertragung unseres Wissens über die Entstehung des Erde-Mond-Systems durch eine große Kollision auf das Uranus-System.

Während nämlich die Ur-Erde und Theia, der marsgroße Körper mit dem unser Planet zusammenstieß, beide überwiegend aus Gestein bestanden, dominiert im äußeren Sonnensystem Wasser-Eis als Hauptbestandteil – und dieses Wasser-Eis verdampft bei der Kollision fast vollständig. Dadurch, so die japanischen Forscher, konnte sich die entstehende Scheibe viel weiter ausdehnen und an Masse verlieren, bevor die Kondensation einsetzte und sich die Monde gebildet haben. Im Gegensatz dazu hat sich der irdische Mond rasch aus den zu einem großen Teil festen und flüssigen Trümmern der Kollision gebildet. Den Ablauf der Entstehung der Erdmonds aus Uranus zu übertragen führe deshalb zu völlig falschen Resultaten.

 


Quelle: https://doi.org/10.1038/s41550-020-1049-8

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