{"id":21514,"date":"2014-03-12T11:36:07","date_gmt":"2014-03-12T10:36:07","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2014\/03\/12\/frueh-zertruemmert-das-schicksal-von-kollidierenen-protoplaneten\/"},"modified":"2025-05-14T16:14:02","modified_gmt":"2025-05-14T14:14:02","slug":"frueh-zertruemmert-das-schicksal-von-kollidierenen-protoplaneten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2014\/03\/12\/frueh-zertruemmert-das-schicksal-von-kollidierenen-protoplaneten\/","title":{"rendered":"Fr\u00fch zertr\u00fcmmert: Das Schicksal von kollidierenden Protoplaneten"},"content":{"rendered":"

\u00dcber die chaotischen Vorg\u00e4nge bei der Entstehung von Planeten habe ich ja schon oft geschrieben. Die Planeten bilden sich ja aus einer gro\u00dfen Scheibe voller Gas, Staub und Gesteinsbrocken und es braucht ziemlich viele Kollisionen, bis daraus ein gro\u00dfer Himmelsk\u00f6rper geworden ist. Und nicht alle der jungen Planeten \u00fcberleben lange. Es entstehen immer mehr Planeten, als in einem System eigentlich Platz haben – das hei\u00dft, auch sie kollidieren wieder miteinander und zerst\u00f6ren sich gegenseitig. Manchmal v\u00f6llig; manchmal nur teilweise, wie es bei der Entstehung des Mondes<\/a> der Fall war. Am Ende sind viele Planeten auf jeden Fall verschwunden; entweder aus dem System geworfen oder wieder zur\u00fcck zu Staub zertr\u00fcmmert. Was genau mit diesem Staub passiert, haben Wissenschaftler aus Gro\u00dfbritannien und Frankreich nun untersucht.<\/p>\n

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In der Arbeit mit dem Titel „Debris from giant impacts between planetary embryos at large orbital radii“<\/a> haben sich Alan Jackson aus Cambridge und seine Kollegen mit den Kollisionen von Protoplaneten besch\u00e4ftigt; also von den jungen, gro\u00dfen Himmelsk\u00f6rpern die sich gerade erst gebildet haben. Dabei haben sich die Astronomen vor allem auf Kollisionen konzentriert, die weit entfernt vom Stern stattfinden. Einerseits, weil das noch ziemlich unerforschtes Gebiet ist, da man sich meistens immer der Entstehung erd\u00e4hnlicher Planeten widmet, die n\u00e4her am Stern sind. Andererseits aber auch, weil die Vorg\u00e4nge weiter entfernt vom Stern langsamer ablaufen und es leichter ist, die Folgen der Kollisionen zu beobachten.<\/p>\n

Wissenschaftler haben ja schon jede Menge Sterne entdeckt, die von gro\u00dfen Staub- und Gasscheiben umgeben sind und bei denen die Planeten gerade entstehen („protoplanetare Scheibe“) oder die Planetenentstehung erst kurz vorbei bzw. noch nicht ganz abgeschlossen ist („Tr\u00fcmmerscheiben“). Die erste dieser Scheiben hat man sogar schon 1984 beobachtet, also mehr als 10 Jahre vor der Entdeckung des ersten extrasolaren Planeten (ich hab die Geschichte dieser Entdeckung in meinem Buch<\/a> genauer beschrieben). Man sah sie beim Stern Beta Pictoris<\/a>, der heute immer noch zu den interessantesten Himmelsobjekten geh\u00f6rt. Man hat nicht nur die Scheibe um den Stern sehr detailliert beobachtet, sondern dort auch einen Planeten entdeckt<\/a>.<\/p>\n

Die Scheibe um Beta Pictoris weist diverse Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten auf; zum Beispiel eine Asymmetrie mit einer deutlich helleren Region in der Scheibe, ungef\u00e4hr 52 Astronomische Einheiten vom Stern entfernt (also deutlich weiter weg als zum Beispiel der Neptun von der Sonne, der nur 30 Astronomische Einheiten weit weg ist):<\/p>\n

\"Die<\/a>
Die Scheibe von Beta Pictoris im Infrarotlicht. (Bild: Telesco et al, 2005 aus Jackson et al 2014<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

Es gibt noch mehr solcher Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten in der Scheibe von Beta Pictoris und ich habe fr\u00fcher selbst mal dar\u00fcber geforscht<\/a>, wie die verursacht werden k\u00f6nnen. Ich kam zu dem Schluss, dass sich dort neben dem bekannten Planeten noch ein paar mehr Planeten herumtreiben, die diese Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten verursachen. Aber vielleicht sind es auch die Tr\u00fcmmer einer planetaren Kollision. Das vermuten zumindest Jackson und seine Kollegen, nachdem sie sich genau angesehen haben, was bei so einer Kollision passiert.<\/p>\n

Sie haben das ganze in Computermodellen analysiert und sich genau angesehen, wie und wie schnell sich die Tr\u00fcmmer verteilen. So sieht ein typisches Ergebnis aus:<\/p>\n

\"debris1\"<\/a>
Bild: Jackson et al, 2014<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Oben links sieht man den Zustand kurz nach der Kollision selbst. Die Zeit misst man hier in „Jahren“ des kollidierten Himmelsk\u00f6rpers, also dem Zeitraum, den er gebraucht hat, um seinen Stern einmal zu umkreisen. Je nach Abstand vom Stern ist das l\u00e4nger oder k\u00fcrzer. Im ersten Bild sind auf jeden Fall 0,2 Orbits vergangen; im zweiten Bild oben rechts sind es 2 Orbits und man sieht wie sich das Material spiralf\u00f6rmig verteilt. Da nicht alle Tr\u00fcmmerst\u00fccke gleich schnell davon fliegen, verteilen sie sich langsam im Raum; au\u00dferdem wirkt auch noch die Strahlung des Sterns und beeinflusst die Bewegung. Interessant ist der Zustand unten links nach 200 Orbits. Da hat sich der Staub schon weiter verteilt und bildet nun eine Scheibe bzw. einen Ring und keine Spirale mehr. Aber diese Scheibe ist deutlich asymmetrisch und man erkennt eine Region mit h\u00f6herer Tr\u00fcmmerdichte an der Stelle, an der die Planeten kollidiert sind. <\/p>\n

Das ist nicht \u00fcberraschend, denn das ist ja der Punkt, von dem urspr\u00fcnglich alle Tr\u00fcmmerteile stammen. Sie m\u00fcssen also auf ihren jeweiligen Uml\u00e4ufen um den Stern alle erstmal immer wieder durch diesen Punkt durch. Das gibt eine Gedr\u00e4ngel und die Tr\u00fcmmer kollidieren weiter miteinander. Dort wo die Planeten kollidiert sind, sammelt sich also wesentlich mehr Kram an als anderswo und es dauert, bevor sich das alles gleichm\u00e4\u00dfig verteilt hat, wie im Bild unten rechts, das den Zustand nach 10.000 Orbits zeigt.<\/p>\n

Die asymmetrische Scheibe aus dem Bild unten rechts sieht aber ziemlich genau so aus, wie das, was man bei Beta Pictoris beobachtet. Vielleicht sind dort tats\u00e4chlich zwei Protoplaneten zusammengesto\u00dfen und haben eine gro\u00dfe Tr\u00fcmmerwolke hinterlassen. Das m\u00fcsste dann vor ungef\u00e4hr einer Million Jahren passiert sein. Ob das wirklich so wahr, l\u00e4sst sich anhand der vorliegenden Daten noch nicht sagen. Aber Jackson und seine Kollegen haben auf jeden Fall gezeigt, wie man die Bewegung der Tr\u00fcmmer solcher planetaren Kollisioen verfolgen kann und wie sich ihre Spuren zumindest theoretisch in astronomischen Beobachtungen nachweisen lassen. Man sollte sich also auf jeden Fall die M\u00fche machen und weiter nach solchen Spuren Ausschau halten! \t\"\"<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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