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Astronomie

Einschlag machte den Kern des Jupiters unscharf

Natur & Umwelt | Sonntag, 18. August 2019 13:42, sda

Daten der Juno-Mission zum Planeten Jupiter deuten darauf hin, dass der Kern des Gasriesen nicht kompakt und scharf umrissen ist, wie bisher angenommen, sondern eher unscharf.

Dass der Kern des Gasriesen Jupiter nicht kompakt und scharf umrissen Ist, führt ein internationales Forschungsteam mit Zürcher Beteiligung auf einen gewaltigen Einschlag zurück. 

Die Juno-Sonde der amerikanischen Raumfahrtagentur Nasa schoss nicht nur atemberaubende Bilder des Jupiter, sie lieferte auch unerwartete Messwerte über den Gasriesen. Forschende mussten ihre Annahmen über die Beschaffenheit des Planetenkerns daraufhin revidieren. «Anstelle eines kleinen, kompakten Kerns, den wir bisher angenommen hatten, ist der Jupiterkern eher unscharf», erklärte Ravit Helled von der Universität Zürich gemäss einer Mitteilung des NCCR PlanetS.

Neben Gestein und Eis besteht der Kern demnach auch aus Wasserstoff und Helium, und es gibt keinen scharfen Übergang zwischen Planetenkern und -mantel, sondern einen graduellen. Forschende um Helled sind mit Kollegen aus China und Japan der Frage nachgegangen, wie es dazu kam. Von ihren Ergebnissen berichten sie im Fachblatt «Nature».

Kollision mit gigantischem Objekt  
«Man könnte scherzen, dass Planetenforschende immer einen grossen Einschlag anführen, wenn sie keine Lösung finden», sagt Helled. In diesem Fall stellte sich ein Einschlag jedoch tatsächlich als die überzeugendste Erklärung heraus. 

Shang-Fei Liu von der Sun Yat-sen University in Zhuhai, China, erstellte Computersimulationen von verschiedenen Kollisionen des frühen Jupiter und prüfte, ob diese den anfangs kompakten Kern so «verdünnen» konnten, wie es die Juno-Daten vermuten lassen.

Der Kollisionskörper muss demnach gigantisch gewesen sein, mit einer Masse, die zehnmal der der Erde entsprach. Und es muss ein direkter Aufprall gewesen sein, nicht nur ein Streifschuss. Die Kollision durchmischte das Material des Kerns mit der inneren Mantelschicht und «verdünnte» den Kern dadurch.

Milliarden Jahre der Planetenevolution  
Während eines Forschungsaufenthalts in Zürich simulierten Shang-Fei Liu, Helled und ihr Doktorand Simon Müller die weitere Evolution des Planeten über Milliarden Jahre hinweg. Auf diese Weise konnten die Forschenden prüfen, unter welchen Bedingungen ein Einschlag kurz nach der Entstehung des Jupiter vor rund 4,5 Milliarden Jahren zu den heute beobachteten Eigenschaften des Planetenkerns führen konnte.

«Es scheint als wären solche gewaltigen Einschläge sehr häufig gewesen im jungen Sonnensystem», bemerkte Helled gemäss der Mitteilung. Sie prägten demnach nicht nur die Eigenschaften des Jupiters, sondern auch anderer Planeten und Himmelskörper im Sonnensystem. So gehen Forschende beispielsweise davon aus, dass der Mond durch den Einschlag eines etwa Mars-grossen Himmelskörpers auf die junge Erde entstanden ist.

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