Neue Studie: Unser Sonnensystem ist Exot im Universum

Unser Sonnensystem ist einzigartig - wie einzigartig, das zeigt nun eine neue Studie von Forschenden der Universitäten Bern und Genf zusammen mit dem Nationalen Forschungsschwerpunkt PlanetS. Die Wissenschaftler:innen kamen zu dem Ergebnis, dass die Ordnung unserer Planeten sehr selten ist.

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Venus, Erde oder Mars, also die kleineren Gesteinsplaneten, kreisen relativ nah um die Sonne. Jupiter, Neptun oder Saturn ziehen als Gas- und Eisriesen dagegen ihre Kreise weiter entfernt von unserem Stern. So geordnet, so ungewöhnlich. Denn bereits vor über einem Jahrzehnt hatten Astronom:innen beobachtet, "dass Planeten in anderen Systemen ihren jeweiligen Nachbarn meist in Größe und Masse ähneln", so Studienhauptautor Lokesh Mishra, vergleichbar mit "Erbsen in einer Schote". Lange habe man allerdings aufgrund von Einschränkungen in den Beobachtungsmethoden nicht feststellen können, "ob sich die Planeten in einem gewissen System genug ähnlich sind, um in die Klasse der 'Erbsen-in-einer-Schote'-Systeme zu fallen, oder ob sie sich doch eher unterschieden – so, wie in unserem Sonnensystem".

Vier Klassen von Planetensystemen

Also habe der Wissenschaftler ein Konzept entwickelt, Ähnlichkeiten und Unterschiede von Planeten derselben System zu ermitteln und kam zu der Erkenntnis, dass es nicht nur zwei, sondern vier Architekturen bei den Planetensystemen gebe. "Wir bezeichnen diese vier Klassen als 'ähnlich', 'geordnet', 'anti-geordnet' und ‘gemischt'", so Mishra. Unser Sonnensystem gehöre demnach zu der "geordneten" Klasse. Das bedeutet, dass die Masse der Planeten tendenziell mit dem Abstand zum Stern zunimmt - je weiter weg von der Sonne, umso größer.

Die Studie kam außerdem zu dem Ergebnis, dass 'ähnliche" Planetensysteme die am häufigsten vorkommende Art der Architekturen seien, "geordnete" dagegen am seltensten - eine Überraschung für die Forschenden. Als "ähnlich" werden Systeme bezeichnet, in denen die Massen der benachbarten Planeten einander ähnlich sind. "Etwa acht von zehn Planetensysteme um die Sterne, die am Nachthimmel sichtbar sind, weisen eine solche 'ähnliche' Architektur auf", erklärt Mishra. 

"Riesige zeitliche Lücke geschlossen"

Außerdem gebe es Hinweise, dass sowohl die Masse der Gas- und Staubscheibe, aus der die Planeten entstehen, als auch die Häufigkeit von schweren Elementen im jeweiligen Stern eine Rolle spielten, so Mishra. Aus kleinen Scheiben und Sternen gingen demnach "ähnliche" Planetensysteme hervor, aus großen, massiven Scheiben entstünden eher "geordnete" und "anti-geordnete" Systeme.

Bemerkenswert sei dabei, dass so die Ausgangsbedingungen der Planetenentstehung mit einer messbaren Eigenschaft, nämlich der Systemarchitektur, verbunden sind. "Dazwischen liegen Milliarden von Jahren der Entwicklung. Uns ist es erstmals gelungen, diese riesige zeitliche Lücke zu überbrücken und überprüfbare Vorhersagen zu machen. Es wird spannend zu sehen, ob sie bestehen werden", so Studienmitautor Yann Alibert.

• Verwendete Quellen:
• Pressemitteilung Universität Bern