Planetenentstehung durch kosmische Wirbelstürme

San Francisco (USA) - Planeten entstehen in rotierenden Scheiben aus Gas und Staub um junge Sterne. Computersimulationen eines amerikanischen Forschers lassen nun Zweifel an den bisherigen Vorstellungen über den ersten Schritt dieses Prozesses aufkommen. Turbulenzen scheinen danach eine bislang unterschätzte Rolle in den Gas- und Staubscheiben zu spielen und die Zusammenballung von Staub durch die gegenseitige Anziehung zu verhindern. Vielleicht bilden sich die ersten Planetenkeime in den ruhenden Augen von gigantischen Wirbelstürmen in den Scheiben, spekuliert der Wissenschaftler in seinem demnächst im Fachblatt "Astrophysical Journal" erscheinenden Bericht.

"Die Ergebnisse meiner Simulationen widersprechenden den bisherigen Erklärungen für den ersten Schritt der Planetenentstehung", erklärt Joseph Barranco von der San Francisco State University. Die Astronomen gingen bislang davon aus, dass der Staub sich in einer langsam dünner werdenden Scheibe um den Stern ablagert. Schließlich wird die Dichte des Staubs so groß, dass er durch die Anziehungskraft kilometergroße Planetesimale bildet, aus denen dann durch Zusammenstöße die Planeten entstehen.

Barranco hat nun erstmalig versucht, diesen Vorgang dreidimensional in Computermodellen zu simulieren. Dabei zeigte sich, dass frühere Simulationen in nur zwei Dimensionen zwei wesentliche Effekte vernachlässigen: Die vertikale Scherung, die dazu führt, dass die schnelleren Staubteilchen sich in der Scheibenebene ansammeln, und die Corioliskraft, einer Scheinkraft in rotierenden Systemen. Beide Effekte gemeinsam führen zur Bildung von Turbulenzen, die Gas und Staub kräftig durcheinander wirbeln und so das Zusammenbacken der Staubteilchen durch die Anziehungskräfte verhindern.

Wie aber können sich dann die ersten Planetenkeime bilden? Barranco schlägt vor, dass sich durch die Corioliskraft in der Gas- und Staubscheibe gewaltige Wirbel bilden. Ähnliche Prozesse wirken auch in der Erdatmosphäre: Hier spielt die Corioliskraft eine wichtige Rolle bei der Entstehung großer Wirbelstürme. "Es könnte sein, dass sich im ruhenden Auge eines solchen Hurrikan-ähnlichen Wirbels Gas und Staub ansammelt", so Barranco, "und das könnte dann der Keim eines neuen Planeten sein."