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News: Auf den Leim gegangen

Immer wieder, wenn Forscher mit ihren Rechnern die Entstehung des Sonnensystems simulieren, fehlt am Ende etwas, denn im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter - dort, wo die übrig gebliebenen Staubkörner und Gesteinsbrocken kreisen, die nie zu Planeten wurden - müsste einiges mehr an Materie zu finden sein. Die Lösung könnte im klebrigen Urstaub liegen.
Klebrige PartikelLaden...
All den Modellen zur Entstehung des Sonnensystems liegt zugrunde, dass die ersten Körper des Urplanetensystems, die so genannten Planetesimale, aus der Gas- und Staubwolke kondensierten, die als Akkretionsscheibe um die noch junge Sonne kreiste. Sie entstanden demnach infolge der Kollision von Staubkörnern, die schließlich miteinander verschmolzen und so zu großen Körpern heranwuchsen. Ein Teil der Materie, die den Anziehungskräften der Planeten und der Sonne entging, kreist nun im Asteroidengürtel um die Sonne - ein anderer Teil findet sich jenseits des Pluto im Kuiper-Gürtel und der Oortschen Wolke.

Doch wieso ballen sich Staubkörner zusammen, anstatt sich wie Billiardkugeln abzustoßen? Der Grund liegt in ihren Oberflächen, denn im Allgemeinen bestehen Partikel interstellarer Materie aus einem silikatischen Kern, der von einer Schicht von Kohlenstoffverbindungen und schließlich einer Eiskruste umgeben ist. Kollidieren solche Teilchen miteinander, bleiben sie aneinander haften und finden sich so zu immer größeren Klumpen zusammen.

Welche Temperaturen und Kräfte herrschen müssen, damit sich Staubkörner verbinden, darüber gibt es mehrere Studien, denen allerdings vornehmlich reine Silikatpartikel zugrunde liegen - oder solche, die von einer Eiskruste umgeben sind. Beide Typen sind für den Bereich des Asteroidengürtels zur Zeit der Planetenentstehung jedoch nur wenig repräsentativ.

Reine Silikatpartikel fanden sich nämlich nur in der Nähe der Sonne, wo es heiß war, während solche mit Eiskruste nur weit draußen, jenseits der heutigen Riesenplaneten Bestand hatten.

Im Bereich des Asteroidengürtels, so vermuten Akira Kouchi von der Hokkaido University und seine Mitarbeiter, gab es deshalb wohl vornehmlich Partikel ohne Eispanzer aber mit jenen Hüllen aus organischen Verbindungen.

Um deren Hang zur Agglomeration zu untersuchen, stellten die Forscher eine ganze Reihe von organischen Substanzen her, wie sie auch aus dem All bekannt sind, und beschichteten damit eine Kupferoberfläche. Sodann ließen sie Kupferkugeln mit einem Durchmesser von einem Zentimeter auf diese Oberfläche fallen und maßen anschließend die Kraft, die es aufzuwenden galt, um die in der Beschichtung feststeckenden Kugeln zu lösen. Die Forscher wiederholten das Experiment bei unterschiedlichen Einschlaggeschwindigkeiten und bei Temperaturen zwischen 200 und 300 Kelvin.

Und nun zeigte sich, wie klebrig organische Kohlenstoffverbindungen sein können, denn sie hielten die Kugeln selbst in dem Fall noch fest, wenn sie mit einer Geschwindigkeit von fünf Metern pro Sekunde auf die Oberfläche knallten. Silikatische oder von Eis umgebende Partikel waren schon bei Geschwindigkeiten voneinander abgeprallt, die eine ganze Größenordnung darunter lagen. Außerdem erreichte die Klebwirkung der organischen Substanzen bei rund 250 Kelvin ihr Maximum - genau der Temperatur also, die in den frühen Jahren des Sonnensystems im Bereich des Asteroidengürtels herrschten.

Diese Ergebnis hat nach Meinung der Forscher weitreichende Konsequenzen, denn sie vermuten, dass sich aus diesem Grund seinerzeit viel mehr Planetesimale gebildet haben, als bislang angenommen. Ein Großteil davon sei dann von der noch jungen Sonne verschluckt worden - und fehlt deshalb in den eingangs erwähnten Modellrechnungen. Und noch etwas: Wenn die Teilchen im Bereich des Asteroidengürtels damals wegen ihrer organischen Hülle besonders klebrig waren, könnte das auch bedeuten, dass die Planeten nicht gleichmäßig im ganzen Sonnensystem entstanden, sondern vornehmlich im Bereich des Asteroidengürtels.

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