Die beiden äußersten Planeten unseres Sonnensystems, Uranus und Neptun, müssen einst ihren Platz getauscht haben, meinen Forscher um Steve Desch von der Staatlichen Universität von Arizona. Die Astronomen schließen dies aus neuen Modellrechnungen der Gas- und Staubansammlung, aus der unser Planetensystem vor über vier Milliarden Jahren hervorging.

Dabei war besonders die Oberflächendichte des solaren Urnebels für die Forscher interessant, über die sie bislang nur spekulieren. Deshalb gingen sie bei ihren Modellen bisher von der vereinfachten Grundannahme aus, dass die protoplanetare Scheibe nur Wasserstoff und Helium sowie jene Staubmenge enthielt, die sich heute in den terrestrischen Planeten, Kleinkörpern und Monden findet. Sämtliche Planetisimale müssen sich nach diesem so genannten Minimalmassen-Solarnebel-Modell zu Himmelskörpern zusammen gefunden haben.

Die für das Modell vermutete Oberflächendichte entspricht tatsächlich der von einigen in der Realität beobachteten protoplanetaren Scheiben. Allerdings kann das Modell wesentliche Kennzeichen des realen Sonnensystems nicht erklären. So etwa könnten Jupiter, Uranus und Neptun streng rechnerisch eigentlich gar nicht in ihrer heutigen Form entstanden sein, weil sie zu langsam anwuchsen, um noch wesentliche Gasmengen der mit der Zeit verschwindenden Scheibe anzuziehen.

Desch nutze daher ein komplexeres Modell für seine Berechnung, welches von einer deutlich höheren Oberflächendichte ausgeht. Mit diesem Modell gelingt eine wirklichkeitsnähere Simulation der Sonnensystemevolution, die die heutigen Planeten mit ihren tatsächlichen Massen und Umlaufbahnen treffend prognostiziert. Uranus und Neptun wären demnach aber deutlich schneller und näher an der Sonne entstanden als gedacht.

Zudem sagt das Modell nur dann ein dem heutigen ähnelndes System voraus, wenn der heute äußere Gasplanet Neptun in den ersten 650 Millionen Jahren eine sonnennähere Umlaufbahn als Uranus einnahm – und beide Planeten daher irgendwann einmal ihre Umlaufbahnen getauscht haben. Das Sonnensystem, schließt Desch, sei ein weit dynamischerer Ort als gedacht. (jo)