Wie sich die Planetensysteme entwickelt haben
Tausende von Exoplaneten wurden in den vergangenen zwei Jahrzehnten entdeckt und charakterisiert. Die Erforschung ihrer Entstehung hat sich jedoch auf die Eigenschaften einzelner Planeten konzentriert, obwohl viele Exoplaneten in Multi-Planeten-Systemen angesiedelt sind. Die Ursprünge von Exoplaneten Diese Forschungslücke regte Dr. Hagai Perets von Technion (Israel Institute of Technology) dazu an, sich auf die Frage zu konzentrieren, wie Interaktionen zwischen Planeten und Monden sowohl ihre Evolution als auch ihr Wachstum beeinflusst haben. Das daraus resultierende GRAND-Projekt, das durch ein EU-Marie-Curie-Stipendium finanziert wird, hat dazu beigetragen, neues Licht auf die Bildung von Planetensystemen zu werfen. „Das Projekt hat neue Einblicke in die Bedingungen für die Planetenstabilität sowie die Wechselwirkungen mit der gasförmigen protoplanetaren Scheibe geliefert, die im frühen Stadium des Sonnensystems existierte“, erklärt Perets. „Wir haben auch erstmals untersucht, wie sich die Eigenschaften von Exoplanetensystemen mit der Zeit verändern und Belege für langfristige Prozesse in der Entwicklung des Planetensystems aufgedeckt.“ Die Ergebnisse des Projekts zu planetaren Interaktionen versprechen auch die aktuelle Debatte um das, was als „Heiße Jupiters“ bekannt ist, neu zu beleuchten. Diese Planeten mit der Größe von Jupiter wohnen sehr nah an ihrem Wirtsstern und man stellt sich vor, dass sie irgendwie zu ihren gegenwärtigen Positionen migriert sind. Das GRAND-Projekt erforschte auch dynamische Evolutionsmodelle von multiplen Planeten- und Sternsystemen und lieferte neue Einblicke in die Ursprünge von Planeten, die zwei Sterne umkreisen. „Vor einem Jahrzehnt waren diese kreisförmigen Planeten noch Themen von Science Fiction Filmen, wie [der berühmte Wüstenplanet] Tatooine in Star Wars“, sagt Perets. Den Mond verstehen Das GRAND-Projekt umfasste auch das Studium von Mond-Systemen, die Perets dazu veranlassten, die Ursprünge des Erdmondes zu erforschen. „Die aufregendsten Projekte sind diejenigen, die nicht nur zu wissenschaftlichem Fortschritt sondern uns auch über den ursprünglichen Plan hinaus zu neuen Ideen und neuen Denkweisen führen“, sagt er. „Das war hier der Fall.“ Während die Wissenschaftler die Theorie aufgestellt haben, dass unser Mond vor allem aus Schutt besteht, der durch einen Proto-Planeten verursacht wurde, der auf die Erde gestürzt war, zeigten die Bodenproben, die von den Apollo-Missionen zurückgebracht wurden, dass die Zusammensetzung der Erde und des Mondes ähnlich ist. Dies hat den Wissenschaftlern ein Rätsel aufgegeben, zu dessen Lösung das GRAND-Projekt mit beigetragen hat. „Wir konnten zeigen, dass obwohl Planeten und Asteroiden im Vergleich zur Erde sehr unterschiedliche Zusammensetzungen haben, Objekte, die unseren Planeten getroffen haben, in der gleichen Umgebung und daher aus ähnlichem Material entstanden sind“, erklärt Perets. „Deshalb ist die Zusammensetzung des Mondes der unserer Erde ähnlicher als die von Objekten, die nie bei uns eingeschlagen sind.“ Eine Folgeuntersuchung ist noch weiter gegangen. Sie deutete darauf hin, dass mehrere vorherige Monde existiert haben könnten und möglicherweise kollidierten, um unseren derzeitigen Mond zu bilden. „Das könnte zu einer völlig neuen Denkweise führen, wie Monde gebildet werden, sowohl in unserem Sonnensystem als auch in exoplanetaren Systemen.“ Schließlich unterstreicht der Erfolg des Projekts den Wert der Marie-Curie-Förderung. „Ich erhielt diesen Zuschuss zu einem kritischen Zeitpunkt in meiner Karriere, als ich gerade meine neue Stelle bei Technion aufgenommen und meine Forschungsgruppe aufgebaut habe", sagt Perets. „Er ermöglichte es mir, Forscher einzustellen und die planetarische Dynamik der Exoplaneten frei zu erforschen. Die finanzielle und sonstige Unterstützung war entscheidend für den Erfolg dieser Forschungsgruppe.
Schlüsselbegriffe
GRAND, Exoplanet, Mond, Technion, Marie Curie, Jupiter, Planeten
