V Menschen und Ereignisse - Max-Planck-Institut für Astronomie

116 V. Menschen und Ereignisse
Abb. V.6.2: Die Astrophysiker Doug Lin, Ed Thommes und
Hubert Klahr am Vortag der Konferenz bei einer Studie über
das Wachstum von Eiskristallen als Analogie zur frühen Phasen
der Planetenentstehung.
Abb. V.6.3: Zwei Pioniere in Theorie und Beobachtung: Peter
Bodenheimer und Geoffrey Marcy (Photo: H. Zinnecker).
Ein Schwerpunkt der Diskussionen betraf die Entstehung
großer Planeten, vergleichbar mit den »Gasriesen«
Jupiter oder Saturn. Alle bislang gefunden extrasolaren
Planeten liegen in einem Massenbereich von etwa einem
Zwanzigstel bis zum Siebzehnfachen der Jupitermasse.
Gasriesen gehören somit zum normalen »Inventar« eines
Planetensystems. Doch ihre Entstehungsgeschichte wirft
noch erhebliche Fragen auf.
Nach der gängigen Lehrmeinung entstehen sie in einer
protoplanetaren Scheibe aus Gas und Staub. Die festen
Partikel stoßen immer wieder zusammen, bleiben aneinander
haften und wachsen auf diese Weise. Die immer
schwerer werdenden Teilchen sinken nun aufgrund der
Schwerkraft zur Mittelebene der Scheibe und bilden dort
eine verhältnismäßig dünne Schicht. Da durch diesen
Prozess die Staubdichte zugenommen hat, stoßen die
Teilchen jetzt öfter zusammen und wachsen weiter bis zu
einigen Kilometern Durchmesser an. Diese so genannten
Planetesimale ziehen sich mit ihrer Schwerkraft gegenseitig
an und lagern sich zu großen Planeten zusammen.
Wenn ein solcher Gesteinsplanet etwa zehn Erdmassen
erreicht hat, sammelt er aus der Umgebung Gas auf und
umgibt sich mit einer Atmosphäre.
Zurzeit lässt sich eigentlich nur die erste Phase, vom
Anwachsen der Staubteilchen bis zur Größe von Steinen,
durchgehend erklären. Wie in einer zweiten Stufe aus
diesen Brocken Planetesimale und daraus dann im dritten
Schritt Planeten werden, ist noch längst nicht klar.
Bei diesen Größenskalen tritt das Problem auf, dass die
Körper heftig miteinander kollidieren. Dann bleiben sie
nicht aneinander haften, sondern zerstören sich gegenseitig.
Ein grundsätzlicher, schwieriger Aspekt sind die Zeitskalen.
Wie Edward Thommes von der Universität Toronto
in seinem Vortrag ausführte, müssen sich die Planeten
nämlich in verhältnismäßig kurzer Zeit bilden. Angesichts