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Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

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Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von ralfkannenberg » 25. Jan 2021, 22:16

Hallo zusammen,

für einmal stelle ich Euch ein interessantes Thema vor:

Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen


Man siehe hierzu auch die sehr gute Einführung im astronews-Forum: Thema: Sonnensystem: Entstehung in zwei Phasen? (Stefan Deiters)

Und hier noch der Preprint: Bifurcation of planetary building blocks during Solar System formation (T. Lichtenberg, J. Drazkowska, M. Schönbächler, G.J. Golabek, T.O. Hands)


Viel Spass !


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von Frank » 25. Jan 2021, 22:45

Mega interessant :well: ;th

Morgen folgen gleich ein paar Fragen :wink:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Jan 2021, 00:09

Frank hat geschrieben:
25. Jan 2021, 22:45
Mega interessant :well: ;th

Morgen folgen gleich ein paar Fragen :wink:
Hallo Frank,

falls Du die Eisgrenze bzw. Eislinie ansprechen möchtest, eine solche liegt bei der Bildung der grossen Jupitermonde ebenfalls vor.

Origin of Europa and the Galilean Satellites (Robin M. Canup, William R. Ward)
2.3 Compositional gradient
The decrease in mean satellite density with increasing distance from Jupiter is associated with a progressive increase in satellite ice mass fraction. Innermost Io is presently anhydrous, and its 3.53 g/cm³ density suggests an interior composed of rock and metal. Europa, with a density of 2.99 g/cm³, is thought to contain about 8% ice and water by mass, with the remainder rock. Outer Ganymede and Callisto have similar densities (1.94 and 1.83 g/cm³, respectively), implying mixed ice/rock compositions and rock mass fractions ~ 0.55 for Ganymede and ~ 0.44 for Callisto. The compositional gradient seen in the Galilean satellites has traditionally been viewed as evidence that the satellites formed in a disk whose temperature decreased with orbital distance from the planet, with the ice-rich compositions of Ganymede and Callisto implying that the stability line for ice during the bulk of Galilean satellite growth was near the distance at which Ganymede formed. This distance could be somewhat exterior to Ganymede’s current orbital radius due to inward satellite migration. Europa’s small ice content would then imply that the ice stability line moved closer to Jupiter during the final stages of satellite growth, allowing limited ice accretion onto this satellite.
Bemerkung: in kursiver Fettschrift hervorgehoben durch mich; Referenzen und Querverweise entfernt (kann man im Orignal nachlesen)


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von Frank » 26. Jan 2021, 07:21

Zuerst möchte ich betonen, dass diese Studie fundamental den gängigen Theorien widerspricht.

Die besagen nämlich, dass die jetzt vorhandenen inneren Planeten bereits die "zweite Garnitur" sind und hieraus Rückschlüsse auf die Planetenentstehung und wer "erster" war zu schließen , halte ich für sehr vage.

Von der Entdeckung extrasolarer Planeten geht nämlich eine sich immer mehr festigende Erkenntnis aus.
Unserer vier "Stoppelhopser" im Inneren des Sonnensystems, sind nicht der kosmische Normalfall, sondern eine Ausnahme,wie schon der Rest unseres außergewöhnlichen Sternensystems
Während sogenannte Supererden lange als Sensation und Ausnahme gefeiert wurden, stellt sich immer mehr heraus, dass diese wohl der "Normafall" sind.
Warum also bei uns nicht?
Alles hängt von der Wanderung des Jupiters nach innen ab. Da man aufgrund der Beobachtungen in anderen Systemen davon ausgehen muss, dass auch bei uns viel mehr Masse am Anfang, im Inneren des Sonnensystems, vorhanden gewesen sein muss, stellt sich natürlich die Frage, wo diese geblieben ist?
Es müssten also wesentlich mehr Gesteinsplaneten und mehr Masse im einzelnen vorhanden gewesen sein. Das war auch problemlos, bis Jupiter seinen Weg nach innen begann. (Was nachweislich auch viele seiner "Brüder" in anderen Systemen getan haben)
Über die Wanderung des Jupiters nach innen , könnte man sogar einen eigenen Thread aufmachen.
Auf seinem Weg änderte er die gravitativen Verhältnisse natürlich fundamental und das Chaos im Inneren begann, als sämtliche Bahnen der damals vorhandenen Planeten durch den Gasriesen verändert wurden. Die Folge davon waren katastrophale Kollisionen, die mit der Vernichtung der damaligen Planeten einhergingen. Viel Masse ist dadurch verloren gegangen, weil sie einfach in die Sonne stürzte, oder gleich ganz aus dem System geschleudert wurde. Weiter draußen hat sich Jupiter einverleibt was er bekommen konnte, was auch für den starken Massenabfall des Mars spricht, der doch exorbitant von Erde und Venus abweicht(Merkur ist ein Sonderfall).
Es war einfach nicht mehr genug Material da, was Jupiter übrig gelassen hat.
Jupiter hätte seinen Weg nach innen fortgesetzt und sein "Werk" vollendet, wenn da nicht ein gewisser Saturn gewesen wäre und ihn wieder nach außer gezogen hätte.
So konnten sich aus dem Rest unsere vier schon erwähnten "Stoppelhopser" neu bilden und alles hat sich dann so weit entwickelt, wie wir es heute kennen.

Frage:

- Wie also wollen die Wissenschaftler um diese Studie denn nachweisen, wer zuerst entstanden ist, wenn es sich hier wohl bereits um die zweite Garnitur handelt?
- Wo ist dann festgelegt, ob Wasser vorhanden ist, oder nicht?
- Wo soll sich dieses Wasser denn befunden haben, wenn alles nochmals aufgeschmolzen wurde und die Sonne die Eislinie bereits so weit nach außen gedrückt hatte, dass auch keines mehr vorhanden war?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von Herr5Senf » 26. Jan 2021, 09:13

Das paßt ja zum nicht unstrittigem Thema https://www.scinexx.de/news/kosmos/einz ... -entdeckt/ ;look TOI-178
Einzigartiges Planetensystem entdeckt
Fünf Planeten bewegen sich in Bahnresonanz und sind dennoch in Größe und Masse ungeordnet

Fünf der sechs Planeten im 200 Lichtjahre entfernten System bewegen sich in einer Bahnresonanz, ihre Umläufe sind rhythmisch
aufeinander abgestimmt. Es ist eine der längsten bekannte Resonanzketten. Umso chaotischer sind dafür die Planetenmerkmale
verteilt: Kompakte Gesteinsplaneten und Gasriesen scheinen wild durcheinander gewürfelt.

Grüße Dip

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von Frank » 26. Jan 2021, 10:03

Warum das bei TOI-178 nicht so ist, können die Astronomen bislang nicht erklären. Zwar könnten katastrophale Ereignisse wie Kollisionen so große Schwankungen in der Planetendichte erklären. Dann hätten diese Ereignisse aber auch die Resonanzkette stören müssen – und das ist offensichtlich nicht der Fall. „Dieser Kontrast zwischen der rhythmischen Harmonie der Orbitalbewegung und den ungeordneten Dichten stellt unser Verständnis von der Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen in Frage“, sagt Leleu.
Das Verständnis über die Planetenentwicklung erfährt schon seit Jahren ein Erdbeben nach dem anderen.

Vielleicht ist diese rhythmische Harmonie der Orbitalbewegung ja erst aus einem Riesen Chaos und einer mega Katastrophe heraus entstanden.
Schon bei uns ist ja im Grunde kein Planet mehr da, wo er sich ursprünglich einmal gebildet hatte. Neptun hat sogar Uranus "übersprungen" und die Theorie eines dritten Eisriesen ist ja auch noch nicht ganz vom Tisch.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Jan 2021, 12:56

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 07:21
Zuerst möchte ich betonen, dass diese Studie fundamental den gängigen Theorien widerspricht.
Hallo Frank,

mir ist bei den Mondentstehungs-Theorien aufgefallen, dass sich hier oftmals Resultate ergeben, die der gängigen Meinung widersprochen haben. Ich lehne mich hier einmal etwas aus dem Fenster und wage die Vermutung, dass diese Art Simulationen sehr anspruchsvoll sind und je nach Anfangsbedingungen eben doch sehr unterschiedliche Ergebnisse herauskommen, d.h. es ist noch viel zu früh, hier von endgültigen Ergebnissen sprechen zu können.

Ich wäre also nicht überrascht, wenn das beiden Planetenentstehungs-Theorien ähnlich ist, zumal Mondsysteme ja oftmals "kleine Planetensysteme" sind, zumindest was die Bildung der regulären Monde anbelangt.

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 07:21
Die besagen nämlich, dass die jetzt vorhandenen inneren Planeten bereits die "zweite Garnitur" sind und hieraus Rückschlüsse auf die Planetenentstehung und wer "erster" war zu schließen , halte ich für sehr vage.
Kannst Du mir hier eine Referenz nennen ? Ich frage nicht, weil ich irgendwie an Deiner Aussage zweifeln würde, sondern weil mich die verschiedenen Studien interessieren.

Kommt hinzu, dass ich überhaupt kein Spezialist betreffend Planetenenstehung bin, auch in die Mondentstehung habe ich mich ziemlich zeitintensiv eingearbeitet und ich bin da noch sehr weit davon entfernt, behaupten zu können, ich würde mich da auskennen.

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 07:21
Von der Entdeckung extrasolarer Planeten geht nämlich eine sich immer mehr festigende Erkenntnis aus.
Unserer vier "Stoppelhopser" im Inneren des Sonnensystems, sind nicht der kosmische Normalfall, sondern eine Ausnahme,wie schon der Rest unseres außergewöhnlichen Sternensystems
Während sogenannte Supererden lange als Sensation und Ausnahme gefeiert wurden, stellt sich immer mehr heraus, dass diese wohl der "Normafall" sind.
Warum also bei uns nicht?
Hier müssen wir aber auch aufpassen, dass wir keinem Beobachter-Auswahleffekt unterliegen, d.h. kann man solche Planeten wie die "Stoppelhopser" bei anderen Sternen überhaupt entdecken ?

Bitte bedenkt dabei, dass der innerste Planet Merkur keineswegs ein Planet ist, der nahe an seiner Sonne steht, sondern einer, der sehr weit von seiner Sonne entfernt steht. Das sieht man schon ganz anschaulich daran, dass die Umlaufzeit zahlreicher Exoplaneten im Bereich 3-10 Tage liegt, während ein Merkur-Umlauf knapp 88 Tage dauert.

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 07:21
Alles hängt von der Wanderung des Jupiters nach innen ab.
Hier muss ich den Joker ziehen, d.h. ich kann und deswegen möchte das nicht beurteilen. Das ist ein spannendes eigenes Thema.

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 07:21
Da man aufgrund der Beobachtungen in anderen Systemen davon ausgehen muss, dass auch bei uns viel mehr Masse am Anfang, im Inneren des Sonnensystems, vorhanden gewesen sein muss, stellt sich natürlich die Frage, wo diese geblieben ist?
Es müssten also wesentlich mehr Gesteinsplaneten und mehr Masse im einzelnen vorhanden gewesen sein. Das war auch problemlos, bis Jupiter seinen Weg nach innen begann. (Was nachweislich auch viele seiner "Brüder" in anderen Systemen getan haben)
Kennst Du hierzu auch Publikationen ?

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 07:21
Über die Wanderung des Jupiters nach innen , könnte man sogar einen eigenen Thread aufmachen.
Hierbei ist anzumerken, dass bei den Mond-Analoga diese nach innen Wanderungen noch extremer waren, weil sie zur Folge hatten, dass die Monde auf ihrem Mutterplaneten abgestürzt sind. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob die nach innen Wanderungen der Planeten und die nach innen Wanderungen der Monde dieselbe Ursache haben. Bei den Monden kommt das ganz ganz grob beschrieben daher, dass die Masse der Monde immer mehr anwuchs und aufgrund des noch vorhandenen Urmaterials in der Äquatorialebene der Protoplaneten diese abgebremst wurden, so dass sie nach innen spiralt sind und abgestürzt sind. Erst als dieses Urmaterial aufgebraucht war konnten die Monde dort verbleiben, wo sie heute sind. Wobei nicht alle Simulationen zu diesem Ergebnis gelangen.

Ich habe eine allerdings kostenpflichtige Publikation gelesen, gemäss derer Simulationen ergeben haben, dass mit einem bis sieben übrig bleibenden regulären Monden zu rechnen ist.

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 07:21
Auf seinem Weg änderte er die gravitativen Verhältnisse natürlich fundamental und das Chaos im Inneren begann, als sämtliche Bahnen der damals vorhandenen Planeten durch den Gasriesen verändert wurden. Die Folge davon waren katastrophale Kollisionen, die mit der Vernichtung der damaligen Planeten einhergingen. Viel Masse ist dadurch verloren gegangen, weil sie einfach in die Sonne stürzte, oder gleich ganz aus dem System geschleudert wurde.
Das erinnert mich an das Schicksal der Zentauren, welches aber - wie von Dir ebenfalls beschrieben - durch gravitative Ablenkungen und nicht wie bei den Monden durch Abbremseffekte verursacht wurde.

Was die Leere im inneren Bereich unseres Sonnensystems anbelangt, so könnte das mit der hohen Aktivität unserer jungen Sonne – G-Sterne scheinen da Flares zu bilden – zu tun haben. Im astronews-Forum wurde einmal darüber etwas geschrieben, ich müsste den Link aber heraussuchen.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von Frank » 26. Jan 2021, 13:27

ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Jan 2021, 12:56

Kannst Du mir hier eine Referenz nennen ? Ich frage nicht, weil ich irgendwie an Deiner Aussage zweifeln würde, sondern weil mich die verschiedenen Studien interessieren.
Hier habe ich auf die schnelle etwas gefunden, was die Existenz vieler Protoplaneten im Innern erklärt.


https://www.weltderphysik.de/gebiet/uni ... nensystem/



ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Jan 2021, 12:56
Hier müssen wir aber auch aufpassen, dass wir keinem Beobachter-Auswahleffekt unterliegen, d.h. kann man solche Planeten wie die "Stoppelhopser" bei anderen Sternen überhaupt entdecken ?

Bitte bedenkt dabei, dass der innerste Planet Merkur keineswegs ein Planet ist, der nahe an seiner Sonne steht, sondern einer, der sehr weit von seiner Sonne entfernt steht. Das sieht man schon ganz anschaulich daran, dass die Umlaufzeit zahlreicher Exoplaneten im Bereich 3-10 Tage liegt, während ein Merkur-Umlauf knapp 88 Tage dauert.
Da gebe ich dir gerne Recht. Wenn auch nur zum Teil, denn wie man bei Gliese 581 deutlich sehen kann, sind das alles Supererden. So sieht es aber bei fast bei allen terrestrischen Exoplaneten aus, die man entdeckt hat. Im Grunde fast alles Supererden. (ja es gibt auch ein paar Erdgroße)
ich gebe dir aber in sofern Recht, dass es nur um Rote Zwerge gelingt, einwandfreie Planetenbeobachtungen zu machen. Um G Sterne ist das schon wieder viel schwieriger, weil unser Merkur z.B schon weiter von der Sonne entfernt ist, als der letzte Planet von Gliese 581 . Die Transitmethode würde hier zwar noch gehen, aber schon beim Jupiter 12 Jahre warten (unter Umständen) ....Wer kann das schon?
Es geht also nur im optischen Bereich.
Hier langt einfach unsere Technik noch nicht. Das wird sich aber mit den nächsten Teleskop Generationen stark verändern.

https://de.wikipedia.org/wiki/Gliese_581


Leider muss ich jetzt weg. Zum Rest gerne später mehr. :)
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Jan 2021, 14:39

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 13:27
Die Transitmethode würde hier zwar noch gehen, aber schon beim Jupiter 12 Jahre warten (unter Umständen) ....Wer kann das schon?
Hallo Frank,

selbst wenn man die Zeit hätte ist nicht gesagt, dass ein genügend weit von seinem Mutterstern entfernter Planet von der Erde aus gesehen noch vor der Sternscheibe durchläuft.

Hier haben wir vermutlich immer einen Beobachter-Auswahleffekt, d.h. der Stern ist so zur Erde geneigt, dass man seine nahen Planeten beim Transit sehen kann, oder er ist so geneigt, dass man nur einen seiner weiter entfernten Planeten beim Transit sehen kann, oder er ist so geneigt, dass man keinen einzigen seiner Planeten beim Transit sehen kann.

Vermutlich kann man statistische Abschätzungen anstellen, um diesen Effekt zu mildern, aber es ist halt doch überzeugender, wenn man den Planeten auch tatsächlich als solchen erkennen kann und nicht anhand statistischer Abschätzungen schliessen kann, dass es ihn mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit gibt, auch wenn das natürlich schon besser als gar nichts ist.

Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 13:27
Es geht also nur im optischen Bereich.
Hier langt einfach unsere Technik noch nicht. Das wird sich aber mit den nächsten Teleskop Generationen stark verändern.
Es war von Anfang an meine Hoffnung, dass wenigstens der sonnennahe Bereich, d.h. bis 5 parsec Abstand (~16.3 Lichtjahre), systematisch nach Exoplaneten abgesucht werden kann.

Auch früher hat man aufgrund der Eigenschaften dieser Sterne - das sind nämlich gerade diejenigen Sterne, deren Abstände man auch ohne Präzisionssatelliten trigonometrisch bestimmen konnte - auf ihre Verteilung in der Milchstrasse geschlossen und die modernen Präzisionssatelliten haben diese Ergebnisse ja auch weitgehend bestätigt. - Allerdings gibt es in diese Bereich nur "normale Sterne", d.h. Rote Riesen und Hauptreihensterne "grösser" als den Sirius findet man in diesem Bereich nicht, auch keine Cepheiden; auch Neutronensterne sind in diesem Bereich nicht bekannt und auch nicht zu erwarten, aber immerhin 5 Weisse Zwerge.

Also: 1 A-Stern (Sirius), 1 F-Stern (Procyon), 3 G-Sterne (alpha Cen A, Sonne, tau Ceti) und 6 K-Sterne (alpha Cen B, 40 Eridani A, epsilon Eridani, epsilon Indi, beide 61 Cygni-Sterne) sowie die 5 vorgenannten Weissen Zwerge (Sirius B, Procyon B, van Maanen Stern, Gliese 440 und 40 Eridani B); der Rest sind Rote Zwergsonnen und Braune Zwerge.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Jan 2021, 15:03

ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Jan 2021, 14:39
sowie die 5 vorgenannten Weissen Zwerge (Sirius B, Procyon B, van Maanen Stern, Gliese 440 und 40 Eridani B)
Hallo zusammen,

offtopic ...

Auch wenn diese Sterne unauffällige Weisse Zwerge sind, so wären drei von ihnen, vorausgesetzt sie würden an ihrer heutigen Position stehen, zu ihren Hauptreihenzeiten die 3 hellsten sonnennahen Sterne gewesen; der Vorläuferstern des Sirius B etwa in der Helligkeit des Jupiter und die Vorläufersterne von Gliese 440 und vom van Maanen Stern immerhin noch in der Helligkeit des heute zweithellsten Fixsternes Canopus.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von Skeltek » 26. Jan 2021, 16:19

Hi,
leichtere Objekte haben afaik in einem Mehrkörpersystem eine viel höhere Wahrscheinlichkeit nach Außen katapultiert zu werden.
Weniger dichte Stoffe hingegen erfahren einen höheren Druck durch den Sonnenwind (geraten eher auf höheren Umlaufradius bei niedrigerer Umlaufgeschwindigkeit).
Himmelskörper näher am Stern klumpen sich schneller zusammen, wegen höherer Materiedichte, entstehen also teils auch früher.
Planeten extrem nah am Hauptstern dunkeln einen Teil davon auch bei relativ hohen Abweichungen zur Ekliptik ab.

Das sind so die gröbsten intuitiven Regeln, die mir gerade einfallen. Daher denke ich, daß die Tendenz von Gasriesen nahe dem Stern kein Zufall ist und eher normal sein sollte. Merkur, Venus, Erde und Mars hätten durchaus das Potential gehabt zu Gasriesen zu werden, wenn das ganze Rohmaterial nicht schon abgegrast wäre. Andererseits... vielleicht wurde es bei der initialen Zündung der Sonne weit weg gesprengt und es blieben nur wenige schwere Rest übrig...
Gödel für Dummies:
  • Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

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Re: Die Planetenentstehung geschah in zwei Phasen

Beitrag von Frank » 26. Jan 2021, 16:47

ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Jan 2021, 12:56
Frank hat geschrieben:
26. Jan 2021, 07:21
Da man aufgrund der Beobachtungen in anderen Systemen davon ausgehen muss, dass auch bei uns viel mehr Masse am Anfang, im Inneren des Sonnensystems, vorhanden gewesen sein muss, stellt sich natürlich die Frage, wo diese geblieben ist?
Es müssten also wesentlich mehr Gesteinsplaneten und mehr Masse im einzelnen vorhanden gewesen sein. Das war auch problemlos, bis Jupiter seinen Weg nach innen begann. (Was nachweislich auch viele seiner "Brüder" in anderen Systemen getan haben)
Kennst Du hierzu auch Publikationen ?

Hier habe ich den Artikel gefunden, auf den ich meine Aussagen stütze.
Die Publikation dazu ist unten, am Ende des Artikels verlinkt.
Fatale Kollisionskaskade

Wie sich zeigte, könnte die Wanderung des Gasriesen eine wahre Kettenreaktion im Sonnensystem ausgelöst haben. Denn er riss in seinem Sog enorme Mengen von Gesteinstrümmern und Planetenbausteinen mit sich in das innere Sonnensystem, wie die Simulation ergab. „Die Masse dieses durch Resonanzeffekte mitgezogenen Materials liegt bei 10 bis 20 Erdmassen – rund eine Größenordnung höher als die Masse aller erdähnlichen Planeten zusammen“, so die Forscher. Bis zu 1.000 Kilometer große Planetesimale könnte der Gasriese mitgezogen haben.

Das aber hatte fatale Folgen: Es löste eine Kaskade von Kollisionen dieser Brocken untereinander und mit den bereits im inneren Sonnensystem kreisenden Gesteinsbrocken aus. Größere Planetenkeime wurden dabei zerstört und ein Großteil der Trümmer stürzte in die nahe Sonne. Die ursprünglich in Sonnennähe sehr dichte Akkretionsscheibe wurde dadurch in diesem Bereich stark ausgedünnt. Erst als der Jupiter dann seine Wanderungsrichtung umkehrte, beruhigte sich die Lage allmählich.
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