Forschung

Das Sonnensystem entstand in weniger als 200.000 Jahren

17.11.2020 - Einschlüsse in Meteoriten liefern neue Datierung.

Das Material, aus dem die Sonne und der Rest des Sonnen­systems bestehen, stammt aus dem Kollaps einer großen Gas- und Staub­wolke vor gut 4,5 Milliarden Jahren. Astro­nomische Beob­ach­tungen junger Sterne legen nahe, dass es ein bis zwei Millionen Jahre dauert, bis eine Wolke zu einem Stern kollabiert und sich ein Planeten­system bildet. Ein inter­natio­nales Forscher­team hat jetzt Hinweise darauf gefunden, dass unser Sonnen­systems in weniger als 200.000 Jahren entstanden ist.

Die ersten Festkörper, die sich im Sonnen­system bildeten, finden sich noch heute als mikro­meter- bis zenti­meter­große kalzium- und aluminium­reiche Einschlüsse – kurz CAIs – in Meteoriten und liefern eine direkte Aufzeichnung der Entstehung des Sonnen­systems. Die meisten CAIs bildeten sich vor 4,567 Milliarden Jahren über einen Zeitraum von etwa 40.000 bis 200.000 Jahren. „Da die beobachtete Zeitspanne der Bildung von Sternen von rund ein bis zwei Millionen Jahren viel länger ist, als die Zeit, in der sich die CAIs bildeten, warf dies die Frage auf, welche astro­nomische Phase in der Entstehung des Sonnen­systems durch die Bildung der CAIs erfasst wird“, sagt Gregory Brennecka vom Lawrence Liver­more National Laboratory in den USA.

Die Untersuchung des Teams zeigt, dass die über­wiegende Mehr­heit des Materials, aus der sich die Sonne und das Sonnen­system bildeten, schnell akku­mu­lierte, während sich gleich­zeitig die ältesten datierten Fest­körper bildeten – von denen ange­nommen wird, dass dieser Entstehungs­prozess weniger als 200.000 Jahre dauerte.

Das Forscherteam ermittelte die Molybdän-Isotopen- und Spuren­element-Zusammen­setzungen verschiedener CAIs aus kohligen Chondriten. Dabei handelt es sich um sehr primitive Meteoriten, die im äußeren Sonnen­system entstanden sind und noch Material aus der Geburts­stunde des Sonnen­systems enthalten. „Wir haben fest­ge­stellt, dass die unter­schied­lichen Molybdän-Isotopen-Zusammen­setzungen der CAIs im Wesent­lichen die gesamte Band­breite des Materials der proto­planetaren Scheibe abdecken“, erläutert Thorsten Kleine von der Uni Münster. „Mit anderen Worten: CAIs zeichnen möglicher­weise die gesamte Geschichte des Kollaps von der Molekül­wolke bis zur Entstehung der Sonne auf.“

Da die Wissenschaftler wissen, wann und wie lange es dauerte, bis sich die CAIs bildeten, bietet ihnen dies eine Möglich­keit, den Zeit­raum für die Entstehung der Sonne zu datieren. Die Entstehung der Sonne und des Sonnen­systems war daher offenbar ein relativ schneller Prozess.

WWU / RK

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