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Sonnensystem: Crash kippte Uranus um

Uranus ist wohl der eigentümlichste Planet unseres Sonnensystems. Unter anderem umkreist er die Sonne liegend. Schuld daran ist ein Zusammenstoß galaktischen Ausmaßes.
Die blassblaue Wolkendecke des Planeten besteht aus Schwefelwasserstoff. Sie riecht trotzdem nicht nach faulen Eiern, weil die entsprechenden Wechselwirkungen zwischen Gas und Geruchsrezeptoren nur unter den Bedingungen der irdischen Atmosphäre in der nötigen Weise ablaufen.

Der Nordpol ist »oben«, der Südpol »unten« – so ist das auf der Erde, der Sonne und allen anderen Planeten in unserem Sonnensystem. Mit einer Ausnahme: Beim Uranus steht die Rotationsachse, um die er sich dreht, fast im rechten Winkel zu denen aller seiner näheren und weiteren Nachbarn. Er umkreist unser Zentralgestirn quasi auf einer Seite liegend. Und das ist nicht die einzige Besonderheit des bläulich grünen Gasplaneten: Seine Oberflächentemperatur ist mit minus 214 Grad Celsius eigentlich zu gering für seine Umlaufbahn und er besitzt vier magnetische Pole. Dagegen umlaufen die Ringe und inneren Monde den Uranus annähernd exakt in der Äquatorebene. Zudem hat er mit Neptun einst den Platz getauscht. Für manche dieser besonderen Eigenschaften dürfte ein kosmischer Zusammenstoß verantwortlich sein, der womöglich sogar noch gewaltiger war, als bislang Astronomen annahmen. Das legen Jacob Kegerreis von der Durham University und sein Team im »Astrophysical Journal« nahe.

Die Wissenschaftler simulierten dazu 50 verschiedene Einschlagszenarien. Damit wollten sie die Bedingungen nachstellen, die den besonderen Planeten geformt haben könnten. Bereits im noch jungen Sonnensystem vor vier Milliarden Jahren prallte ein Protoplanet von der doppelten Masse der Erde mit Uranus zusammen, wodurch dieser zur Seite kippte. Dieses Objekt aus Eis und Fels krachte dabei nicht frontal in den Gasplaneten, sondern seitlich, weshalb ein Teil der ursprünglichen Atmosphäre erhalten blieb. Ein Teil des Materials des Protoplaneten wurde dabei ins All geschleudert und bildete die Ringe von Uranus. Gleichzeitig verklumpten weiter außen manche der Brocken, woraus sich die inneren Monde des Planeten entwickelten. Bereits vorhandene Trabanten kollidierten wiederum mit diesen Trümmermassen, was sie ebenfalls aus der Spur warf und sie auf andere Bahnen lenkte.

Andere Reste des Protoplaneten wiederum drangen tief in Uranus ein oder blieben auf dem Weg zum Kern in der Eisschicht des Planeten stecken. Die ungleich verteilten Massen bewirken daher vielleicht das ungewöhnliche, vierpolige Magnetfeld des Himmelskörpers. Und die Trümmer tragen wohl auch dazu bei, dass Uranus so extrem kalt ist. Laut der Simulation lagerte sich ein Teil des Eises am Rand des Uranusmantels ab und isoliert den Planeten nach innen: Ein Wärmefluss aus dem Kern nach außen würde so unterbunden, meinen die Wissenschaftler.

Da viele Exoplaneten dem Uranus ähneln, hoffen Kegerreis und Co, dass sie aus der Simulation auch neue Erkenntnisse für die Erforschung solcher Himmelskörper ziehen können – zumal Kollisionen wie diese häufiger als gedacht sind. Neben Uranus traf es in unserem Sonnensystem ebenso die Erde. Aus ihrem Zusammenprall mit einem Protoplaneten ging der Erdmond hervor, was die Entwicklung des Planeten und es Lebens darauf entscheidend beeinflusste.

27/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 27/2018

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