Mysterien rund um Uranus von japanischen Forschern gelüftet

Die ungewöhnlichen Eigenschaften des Eisriesen Uranus haben Wissenschaftler lange vor Rätsel gestellt. Alle Planeten in unserem Sonnensystem drehen sich in die gleiche Richtung und in derselben Ebene um die Sonne. Dies ist nach Ansicht der Astronomen ein Indiz dafür, wie sich unser Sonnensystem aus einer sich drehenden Scheibe aus Gas und Staub gebildet hat.

Uranus ist jedoch einzigartig unter den Planeten. Der eisige Riese ist um etwa 98 Grad versetzt. Ein Beispiel: Um sich vorzustellen, wie die Planeten sich ausbreiten, schauen Sie zum Nachthimmel. Stellen Sie sich vor, dass alle Sterne, die Sie sehen, auf die Innenseite einer Kugel gemalt sind.

Die Sterne scheinen dann zu steigen und zu sinken, wenn sich die Erde relativ zu dieser „Kugel“ bewegt. Während Uranus die Sonne umkreist, hält er seine Pole auf feste Punkte in Bezug auf diese Kugel gerichtet. Aus der Perspektive eines Erdbeobachters scheint Uranus daher herumzurollen und zu wackeln. Uranus hat auch ein Ringsystem wie Saturn und 27 Monde, die den Planeten um seinen Äquator umkreisen.

Kollision mit Uranus

Wie die ungewöhnlichen Eigenschaften von Uranus entstanden sind, hat nun ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Shigeru Ida vom Earth-Life Science Institute (ELSI) am Tokyo Institute of Technology geklärt. Ihre Studie legt nahe, dass Uranus zu Beginn der Geschichte unseres Sonnensystems von einem kleinen eisigen Planeten getroffen wurde. Der Aufprall, der den jungen Planeten umkippte, hat sein eigenwilliges Mond- und Ringsystem begründet.

Das Team kam zu diesem Schluss, als es eine neuartige Computersimulation der Mondbildung um eisige Planeten konstruierte. Die meisten Planeten im Sonnensystem haben Monde, und diese haben unterschiedliche Größen, Umlaufbahnen, Zusammensetzungen und andere Eigenschaften.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass massive Kollisionen im frühen Sonnensystem häufiger vorkamen. Sie sind in der Tat Teil der Planeten-Bildungs-Geschichte. Doch Uranus zeigte andere Auswirkungen als die Erde – weil Uranus sich so viel weiter weg von der Sonne gebildet hat.

Eisiger Planet erlebte Zusammenprall

Da sich die Erde näher an der Sonne gebildet hat, wo die Umgebung heißer war, besteht sie hauptsächlich aus sogenannten „nichtflüchtigen“ Elementen. Das bedeutet, dass sich bei normalem Druck und Temperaturen der Erdoberfläche keine Gase bilden. Die nicht flüchtigen Elemente bestehen aus Stein. Im Gegensatz dazu bestehen die äußersten Planeten des Sonnensystems größtenteils aus „flüchtigen“ Elementen. Zum Beispiel Wasser und Ammoniak. Obwohl dies Gase oder Flüssigkeiten sind, wurden sie zu festem Eis gefroren.

Im Fall von Uranus konnte ein großer eisiger „Impaktor“ den Planeten kippen und ihm eine schnellere Rotationsperiode geben (ein Tag auf Uranus hat ungefähr 17 Stunden). Weiterhin blieb das von der Kollision übrig gebliebene Material gasförmig erhalten.

Wie Professor Ida sagt: „Dieses Modell ist das erste, das die Konfiguration des Uranus-Mondsystems erklärt. Es kann helfen, die Konfigurationen anderer eisiger Planeten in unserem Sonnensystem wie Neptun zu erklären.“ Der Wissenschaftler erklärt weiter: „Darüber hinaus haben Astronomen inzwischen Tausende von Planeten und andere Sterne entdeckt. Beobachtungen legen nahe, dass viele der neu entdeckten Planeten, die in exoplanetaren Systemen als Supererden bekannt sind, größtenteils aus Wassereis bestehen könnten.“ (cs)