% verbleibende Häufigkeit

Die Entstehung der Sonne

sonnenähnliche Sterne entstehen beim Kollaps einer Gas- und Staubwolke (Teil einer molekularen Wolke) - wie im Adlernebel

Sternentstehung

Es ist noch unsicher, ob der Kollaps der molekularen

Wolke, aus dem die Sonne entstanden ist, spontan war...

...oder eine Supernova- explosion...

...oder ein Planetarischer Nebel...

...mit Schockwellen den Kollaps ausgelöst hat.

Sternentstehung

Hinweise für einen Auslöser (Supernova oder Planetarischer Nebel) kommen von kurzlebigen Radionukliden.

Einige dieser Radionuklide können nur in einer Supernova-Explosion entstanden sein.

Man findet diese Hinweise in Meteoriten aus dem frühen Sonnensystem.

Xenonisotope zeugen von einer Supernova-Explosion kurz vor der Entstehung des Sonnensystems:

129Xe ist in vielen ursprünglichen Meteoriten angereichert.

129Xe wird durch den Zerfall von ¹²⁹I produziert. Die Halbwertszeit

beträgt 16 Millionen Jahre.

129I kann nur durch Supernovae produziert werden.

Stern- und Scheibenentstehung

Wir wissen Wir wissen,, dassdass die die

meisten meisten sonnen sonnen--

ähnlichen ähnlichen

Sterne Sterne

Scheiben Scheiben

haben haben..

Staubscheiben können auch um etwas ältere Sterne entdeckt

werden. Das direkte Sternlicht wird vom gesamten Licht

subtrahiert und man erhält ein Bild des Infrarotüberschusses.

Diese Staubscheibe ist 8 Millionen Jahre alt. Im inneren, staubfreien Bereich haben sich vermutlich schon Planeten gebildet.

Die meisten der entdeckten extrasolaren Planeten sind

Riesenplaneten, die ihre Sonne in nur sehr geringer

Entfernung umkreisen.

Vielleicht ist unser Sonnensystem aussergewöhnlich.

Andere Sonnensysteme

1995 haben

Mayor und Queloz (Obs. Genf) die erste,

sichere Entdeckung eines extrasolaren Planeten publiziert.

Dynamische Modelle zur Planetenentstehung

Drei überlappende Stufen:

• Kleben und Reibung → bis 1 km (schwer erklärbar)

• konstruktive Kollisionen → 1 bis 1’000 km (runaway growth)

• spätere Planetenkollisionen → >1’000 km

Planetenentstehung

Wie von der Theorie vorhergesagt:

modellierter Zeitrahmen

der Akkretion der Erde (>95%)

konstruktive Kollisionen

(runaway growth) < 10⁶ Jahre

spätere Kollisionen ~10⁷ - 10⁸ Jahre

Entstehung der Galaxie → Entstehung des Sonnensystems → Gegenwart 100

% verbleibende Häufigkeit ₀

0

Nukleosynthese in Sternen

Kollaps des solaren Nebels Ende des Planetenwachstums

stabil

langlebig

kurzlebig

(ausgestorben)

Beginn des Planetenwachstums

Isotope und Zeitskalen

Einige wichtige Radionuklide im frühen Sonnensystem

Mutterisotop Halbwertszeit (Mio. J.) Tochterisotop

26Al 0.73 ²⁶Mg

60Fe 1.5 ⁶⁰Ni

53Mn 3.7 ⁵³Cr

107Pd 6.5 ¹⁰⁷Ag

182Hf 9 ¹⁸²W

129I 15.7 ¹²⁹Xe

92Nb 36 ⁹²Zr

244Pu 80 ¹³⁶Xe

146Sm 103 ¹⁴²Nd

235U 704 ²⁰⁷Pb

238U 4468 ²⁰⁶Pb

Wie sind Erde und Mond entstanden?

Blei- und Wolframisotope sagen aus, dass sich die Erde innert 10⁷-10⁸ Jahren gebildet hat und dass der Mond

~50 Mio. Jahre nach Beginn des Sonnensystems entstanden ist.

• Die dunklen Gebiete sind Marebasalte, welche die Mondoberfläche vor

> 3 Mrd. Jahren überfluteten.

• Der Mond besitzt helle Gebiete,

• dies sind alte Hochländer.

• Sie bestehenden aus Kristallen, die einst auf einem Magmaozean

geschwommen sind.

• Im Falschfarbenbild sind die beiden Oberflächentypen noch deutlicher zu erkennen.

Wie ist der Mond entstanden?

Gemeinsame Akkretion des Mondes mit der Erde erklärt Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung

und im Drehimpuls der beiden Körper nicht.

Wie ist der Mond entstanden?

Einfang ist vom dynamischen Standpunkt her

schwer erklärbar und erklärt nicht Gemeinsamkeiten in der Isotopenzusammensetzung.

Wie ist der

Mond entstanden?

Fission ist vom dynamischen Standpunkt her schwer erklärbar

und

erklärt nicht die chemischen Unterschiede

Der Mond ist wahrscheinlich

bei einer

Kollision der Proto-Erde mit einem anderen

Planeten

entstanden.

• Die meisten Meteoriten kommen aus dem Asteroidengürtel.

• Die Planeten akkretierten aus einer Gas- und Staubscheibe.

• Die Riesenplaneten bildeten sich schnell (<10⁷ Jahre) bevor alles Gas in der Scheibe verloren ging.

• Die erdähnlichen, terrestrischen Planeten bildeten sich langsamer (10⁷-10⁸ Jahre).

• Viele der entdeckten extrasolaren Planeten sind jupiterähnlich, befinden sich aber in der “terrestrischen” Region ihres Sonnensystems.

• Die Erde gehört zum inneren Sonnensystem.

• Die Sonne ist ein Stern mittlere Masse und entstand aus einer molekularen Wolke.

• Eine Supernova könnte den Kollaps der Wolke ausgelöst haben.

• Sie erhalten Produkte von kurzlebigen Radionukliden aus dem frühen Sonnensystem.

• Die Erde ist hauptsächlich durch die Kollision mit anderen Planeten entstanden.

• Der Mond ist bei einem heftigen Einschlag eines anderen Planeten mit der

Protoerde, ~50 Mio. Jahren nach dem Beginn des Sonnensystems, entstanden.