Entstehungsmechanismen von Planetensystemen am Beispiel

Entstehungsmechanismen von Planetensystemen am Beispiel unseren Sonnensystems
"Stunde Null"(vor∼4,6 Mrd Jahren)→50.000 a
100.000 a ₋
1 Mio a –
2 − 10 Mio a
Drei temperaturabhängige
Bereiche determinieren die
spätere Zusammensetzung der
unterschiedlichen Planeten:
Materie verklumpt durch Kollision,
Reibung und statische Elektrizität bis
die Gravitation einsetzt:
Rotierende Gaswolke am Rande der
Milchstraße kollabiert durch die Schockwelle
einer Supernova:
Ø Anreicherung der Gaswolke mit
schweren Elementen wie Uran und
Eisen
Ø Verdichtung des Gases
Ø Entstehung eines Protosterns (frühe
Sonne) durch weitere Verdichtung
Ø Beschleunigung der Rotation durch
Entstehung eines Protosterns
(Vorstufe eines Sterns) in der Mitte
der Gaswolke:
Ø Gas fällt weiter in sich
zusammen ⇨ Emission von
Infrarotstrahlen (durch
entstandene Energie)
Ø Es findet noch keine
Kernfusion statt!
Verdichtung ⇨ Scheibenform
kollabierte Gaswolke (protoplanetare Scheibe)
Ab Gesteinsgrenze (10 Mio km):
Ø Metalle und Mineralien
können sich verfestigen
⇨kleine Felsbrocken
Ab Schneegrenze (-220°C):
Ø Wasser, Methan und
Ammoniak gefrieren
Supernova (schematisch) Schockwelle
Gaswolke mit ca. -220°C Kollapsder
Gaswolke
Unmittelbare Nähe zur
Protosonne (0 - 10 Mio km):
Ø Materie verdampft
⇨ gefrorene Klumpen
⇨ Planetesimale (Durchmesser ∼1km)
Weitere Akkumulation von Materie:
⇨ Protoplaneten (∼Größe des Mondes)
Außerhalb der Schneegrenze kollidieren
unzählige Protoplaneten
⇨große "Planetenrümpfe" aus Gestein
und Eis entstehen, welche dann durch
ihre starke Gravitation jegliches Gas auf
ihrer Umlaufbahn "einsammeln".
⇨"gasfreie Schneisen" entstehen
⇨Entstehung der Gasriesen (Jupiter,
Saturn, Neptun und Uranus)
Sonne zentriert 99,85 % der gesamten
Masse des Sonnensystems in sich.
Entstehungsmechanismen von Planetensystemen am Beispiel unseren Sonnensystems
50 Mio a −
75 − 80 Mio a
500 − 700 Mio a
Im inneren der Portosonne (brauner Zwerg)
startet die Kernfusion durch ausreichenden
Masse, welche zu genug Hitze und Druck führt
Die Protoerde
Ø befindet sich auf stabiler
Bahn in 150km Entfernung
zu Sonne
Ø wird von Theia (Protoplanet)
"verfolgt" bis zur Kollision
Bahnresonanz: Verhältnis der
Umlaufbahnen zweier Planeten eines
Systems im Verhältnis: n:1; n ∈ ℤ
Ø interstellare Gaswolke,
welche durch nahe
Supernova kollabiert.
⇨Periodisch starkes Gravitationsfeld
Ø Verdichtung ⇨Protostern
⇨vollwertiger Stern
AllgemeineZusammenfassung
(die meiste Masse
zentriert sich im Stern)
Ø Die Entfernung zum Stern
und damit die Temperatur
hat Einfluss auf die
Beschaffenheit der
Trümmern der Kollision ⇨ Mond
Materie ⇨ Art der
Entwicklung des Sonnensystems:
Ø Protoplaneten kollidieren und formen
so die 4 inneren Gesteinsplaneten
Ø Im Asteroidengürtel werden
Planetesimale beschleunigt und
zerbrechen durch Kollision
Ø Jenseits der Neptunbahn konnten
felsige und eisige Klumpen keine
Planeten bilden, da sie sich nie genug
näherten
Kuipergürtel
Äußeres Sonnensystem:
Ø Planetesimale werden von
den Gasplaneten in und aus
dem Sonnensystem geworfen
⇨Swing by Effekt
⇨ Planetenbewegungen
(Jupiter bewegt sich nach
innen, die anderen drei nach
außen)
Jupiter-Saturn-Resonanz (2:1):
⇨Neptun und Uranus "tauschen"
Bahnen
⇨99% aller Körper aus Asteroiden- und
Kuipergürtel werden v.a. aus aber auch
in das Sonnensystem geschleudert
⇨Körper kollidieren mit den inneren
Planeten ≙ Großes Bombardement
⇨Verbessern die Bedingungen für
Leben auf der Erde, da sie viel Wasser
mit sich tragen.
Planeten
Ø Bildung von
Planetesimalen durch
Reibung und statische
Elektrizität bis die
Gravitation diese
zusammenhält
Ø Durch weitere Kollisionen
⇨Protoplaneten
Ø Protostern (noch brauner
Zwerg) startet, wenn
genügend Masse
vorhanden ist die
Kernfusion
Ø Planetenbahnen
stabilisieren sich über
lange Zeit gesehen (muss
nicht immer der Fall sein)