Eine Reihe kleiner Unebenheiten könnte Uranus zur Seite gestoßen haben

Ein internationales Wissenschaftlerteam hat mit Simulationen von Planetenentstehung und Kollisionen gezeigt, dass der Planet Uranus zu Beginn seines Lebens mindestens zwei kleine Schläge erlitten hat, die ihn in seine aktuelle Ausrichtung geworfen haben – seitlich in Bezug auf die Ebene des Sonnensystems.


Alessandro Morbidelli vom Observatoire de la Cote d’Azur in Nizza, Frankreich, leitete das Team und präsentierte diese Forschung am 6. Oktober 2011 bei einem Treffen von Planetenastronomen in Nantes, Frankreich.

Zusammengesetztes Bild des Planeten Uranus und seiner Monde durch das Keck-Teleskop bei Infrarotwellenlängen. Uranus und seine Monde liegen im Gegensatz zu den anderen Planeten fast seitlich in der Ebene des Sonnensystems. Bildquelle: Lawrence Sromovsky, (Uniersity of Wisconsin-Madison), Keck Observatory


Die meisten Planeten in unserem Sonnensystem drehen sich in Bezug auf ihre Umlaufbahn um die Sonne fast senkrecht. Die Erde zum Beispiel hat ihreDrehachseaus der aufrechten Position nur um etwa 23,5 Grad geneigt. Der größte Planet, Jupiter, ist nur um drei Grad geneigt. Uranus – siebter Planet außerhalb der Sonne – ist anders. Seine Drehachse ist um 98 Grad geneigt.

Astronomen wissen, dass das frühe Sonnensystem mit fliegenden Trümmern gefüllt war. Die Beweise können in der Vielzahl von Kratern auf Körpern gesehen werden, die keine Atmosphäre (und daher kein erodierendes Wetter) haben, wie zum Beispiel der Erdmond. Es ist natürlich anzunehmen, dass Uranus von einem einzigen großen Einschlag auf die Seite gestoßen wurde, aber diese neue Forschung legt das Gegenteil nahe.

Das Hubble-Weltraumteleskop hat dieses Bild von Uranus im Jahr 2006 aufgenommen. Der Südpol des Planeten ist auf diesem Bild links zu sehen. Als dieses Bild aufgenommen wurde, gab es eine helle Haube aus Methanwolken über dem uranischen Südpol. Bildnachweis: NASA, ESA, L. Sromovsky und P. Fry (University of Wisconsin), H. Hammel (Space Science Institute) und K. Rages (SETI Institute).

Die allgemein anerkannte Theorie besagt, dass in der Vergangenheit ein Körper, der einige Male schwerer als die Erde war, mit Uranus kollidierte und den Planeten auf die Seite schlug. Dieses Szenario weist jedoch einen Fehler auf. Das heißt, wenn es eine einzige Kollision gegeben hätte, die die Neigung von Uranus verursacht hätte, hätten die Monde von Uranus in ihren ursprünglichen Winkeln in Bezug auf den Planeten kreisen sollen. Das ist nicht der Fall. Die Umlaufbahnen der Monde des Uranus liegen – wie der Planet selbst – auf fast genau 98 Grad zur Ebene des Sonnensystems.




Morbidelli und sein Team verwendeten Simulationen, um die wahrscheinlichste Ursache für die Neigung des Uranus herauszufinden. Das heißt, sie verwendeten Computer, um verschiedene Auswirkungsszenarien anzuzeigen, bis sie eines fanden, das sinnvoll war.

Die Simulation, die am sinnvollsten war, war überraschend. Es zeigte, dass, wenn Uranus nicht während einer einzigen Kollision gekippt wurde, wie allgemein angenommen, sondern bei mindestens zwei kleineren Kollisionen gestoßen wurde, die Wahrscheinlichkeit besteht, die Umlaufbahnen der Monde bei unserer Beobachtung zu sehen.

Die Raumsonde Voyager 2 nahm dieses Bild eines sichelförmigen Uranus am 25. Januar 1986 auf. Dies ist Voyagers letztes Bild von Uranus, bevor es den Planeten hinter sich ließ und auf die Reise nach Neptun aufbrach. Voyager war 1 Million Kilometer (etwa 600.000 Meilen) von Uranus entfernt, als sie diese Weitwinkelansicht erhielt. Beachten Sie, dass Uranus seine blasse blaugrüne Farbe behält, die von bodengestützten Astronomen gesehen und von Voyager während seiner historischen Begegnung aufgezeichnet wurde. Bildquelle: NASA

Diese Forschung hat wichtige Auswirkungen auf unsere Theorien über die Entstehung von Riesenplaneten, sagen diese Astronomen. Aktuelle Theorien müssen möglicherweise angepasst werden. Morbidelli sagte:


Die Standardtheorie der Planetenentstehung geht davon aus, dass Uranus, Neptun und die Kerne von Jupiter und Saturn durch Akkretion nur kleiner Objekte in der protoplanetaren Scheibe entstanden sind. Sie hätten keine Riesenkollisionen erleiden sollen. Die Tatsache, dass Uranus mindestens zweimal getroffen wurde, deutet darauf hin, dass signifikante Einschläge typisch für die Entstehung von Riesenplaneten waren. Daher muss die Standardtheorie überarbeitet werden.

Fazit: Ein Team um Alessandro Morbidelli hat festgestellt, dass mindestens zwei kleine Unebenheiten – statt einer großen Unebenheit – den Planeten Uranus möglicherweise in seine aktuelle seitliche Ausrichtung zur Ebene des Sonnensystems gebracht haben könnten. Diese Astronomen präsentierten ihre Ergebnisse auf dem gemeinsamen Treffen des European Planetary Science Congress (EPSC) und der Division of Planetary Sciences (DPS – ein US-amerikanisches Astronomengremium), das vom 2. bis 7. Oktober 2011 in Frankreich stattfand.