Das am weitesten entfernte Objekt, das jemals von einer Raumsonde besucht wurde, Arrokoth, ein 4 Milliarden Jahre alter Körper im Kuipergürtel, hat neue Erkenntnisse über die frühe Entstehung unseres Sonnensystems geliefert. Forscher haben mithilfe fortschrittlicher Computersimulationen bestätigt, wie dieses einzigartige, schneemannförmige Objekt entstanden ist und was dies für das Verständnis der Planeten selbst bedeutet.
Der Kuipergürtel: Eine Zeitkapsel des Sonnensystems
Arrokoth liegt im Kuipergürtel, einer riesigen Region jenseits von Neptun, die mit eisigen Überresten aus der Entstehungszeit des Sonnensystems gefüllt ist. Diese Zone ist nicht nur eine Ansammlung von Weltraummüll; Es ist eine Schatzkammer von Planetesimalen – den eigentlichen Bausteinen der Planeten. Was Arrokoth besonders faszinierend macht, ist seine zweilappige Struktur. Ungefähr 10–25 % der Objekte im Kuipergürtel haben diese „Schneemann“- oder „Erdnuss“-Form, was die Frage aufwirft, wie sie entstanden sind.
Gravitationskollaps: Der Schlüssel zur Entstehung?
Zuvor vermuteten Wissenschaftler, dass die sanfte Entstehung von Arrokoth, die sich aus ihrer Form und dem Fehlen von Kratern ergibt, auf einen Gravitationskollaps zurückzuführen sei. Die Idee ist, dass Kieselwolken im frühen Sonnensystem aufgrund ihrer eigenen Schwerkraft zusammenklumpten. Doch der genaue Mechanismus blieb bisher unklar. Die neuesten Simulationen liefern starke Beweise dafür, dass dieser Prozess doppellappige Objekte wie Arrokoth erzeugen kann.
„Es ist so aufregend, weil wir das zum ersten Mal tatsächlich sehen können“, erklärte Jackson Barnes von der Michigan State University, der leitende Forscher. „Das bestätigt den gesamten Prozess von Anfang bis Ende.“
So funktionieren die Simulationen: Kieselsteine und Schwerkraft
Das Forschungsteam führte 54 Computersimulationen mit 105 Partikeln mit einem Radius von jeweils etwa 2 Kilometern durch, die eine vereinfachte Kieselwolke darstellten. Diese Simulationen zeigten, dass kleine Planetesimale einander umkreisen und schließlich mit geringer Geschwindigkeit (etwa 5 Meter pro Sekunde) verschmelzen könnten, wodurch „Kontaktdoppelsterne“ gebildet würden – zwei miteinander verschmolzene Lappen. Einige dieser simulierten Objekte weisen eine verblüffende Ähnlichkeit mit Arrokoth auf.
Das Besondere an dieser Studie ist die Einbeziehung der Teilchenphysik, die simuliert, wie Materialien bei Kontakt interagieren. Frühere Modelle, denen dieses Detail fehlte, gingen davon aus, dass alle Kollisionen zu einzelnen, kugelförmigen Objekten führen würden. Dieser neue Ansatz unterstützt die Theorie, dass Planetesimale, einschließlich Arrokoth, durch sanften Gravitationskollaps und nicht durch heftige Einschläge entstanden sind.
Implikationen und zukünftige Forschung
Alan Stern, der leitende Forscher der NASA-Mission New Horizons, lobte die Studie als Übereinstimmung mit früheren Arbeiten und als Bestätigung der Vorstellung, dass die Entstehung von Arrokoth ein reibungsloser, zerstörungsfreier Prozess war. Andere Astronomen stellen jedoch Diskrepanzen zwischen den Simulationsergebnissen (nur 4 % der Objekte bilden sich als Kontaktdoppelsterne) und den beobachteten Häufigkeiten im Kuipergürtel fest. Alan Fitzsimmons vermutet, dass Mutter Natur möglicherweise andere Mechanismen im Spiel hat oder dass noch komplexere Simulationen die Lücke zwischen Theorie und Beobachtung schließen könnten.
Die Entstehung von Arrokoth ist zwar scheinbar einfach, liefert aber entscheidende Hinweise auf die Bedingungen im frühen Sonnensystem. Das Verständnis dieser Prozesse ist der Schlüssel zur Aufklärung der Entstehung von Planeten – einschließlich der Erde.
