War der Asteroidengürtel ursprünglich leer?

Der Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter ist laut einem neuen Modell möglicherweise ganz anders entstanden als bislang angenommen. Die Region zwischen den beiden Planeten war demnach in der Frühzeit des Sonnensystems zunächst völlig leer. Erst später gelangten durch enge Begegnungen mit den neu entstandenen Planeten kleinere Himmelskörper in diese Region, wie Computersimulationen zweier Astronomen nun zeigen. Diese Ergebnisse erklären sowohl die geringe Gesamtmasse des Asteroidengürtels als auch die Unterschiede zwischen seinem inneren und äußeren Gürtel, so die Wissenschaftler im Fachjournal „Science Advances“.

„Der Asteroidengürtel enthält weniger als ein Tausendstel der Erdmasse“, erläutern Sean Raymond und André Izidoro von der Universität Bordeaux. „Zudem findet man im inneren Gürtel hauptsächlich Asteroiden mit heller Oberfläche, im äußeren Gürtel dagegen hauptsächlich Asteroiden mit dunkler Oberfläche.“ Beides ist im klassischen Modell für die Entstehung des Asteroidengürtels schwer zu erklären. Denn danach handelt es sich bei den Himmelskörpern zwischen Mars und Jupiter um Überreste der Planetenentstehung, die sich unter dem Einfluss der Anziehungskraft des Gasriesen Jupiter nicht zu einem Planeten verdichten konnten.

Computersimulationen des klassischen Szenarios liefern jedoch eine Gesamtmasse für den Asteroidengürtel, die zweitausend Mal höher ist als die tatsächlich beobachtete. Enge Begegnungen zwischen den Asteroiden müssten also den größten Teil der Himmelskörper später aus der Region herausgeworfen haben. Ein solcher Prozess hätte aber vermutlich auch dazu geführt, dass sich die unterschiedlichen Arten von Asteroiden durchmischen.

Raymond und Izidoro starteten ihre Simulationen deshalb mit anderen Voraussetzungen: In ihrem Modell entstanden die erdähnlichen Gesteinsplaneten in einem Ring aus staubhaltiger Materie im inneren Sonnensystem, die Gasplaneten in einem äußeren Ring aus Gas. Zwischen diesen Ringen – in der Region des heutigen Asteroidengürtels – war ursprünglich eine nahezu materiefreie Lücke. Die Computersimulationen zeigen nun, dass die entstehenden Planeten übrig gebliebene kleine Himmelskörper in diese Lücke hineinschleuderten. Und zwar hellere Asteroiden aus dem inneren Sonnensystem in die innere Zone, dunklere Asteroiden aus dem äußeren Sonnensystem in die äußere Zone der Lücke.

„Die Entstehung des Asteroidengürtels ist also einfach ein Nebenprodukt der Entstehung der terrestrischen Planeten und der großen Gasplaneten“, so Raymond und Izidoro. In der Region zwischen Mars und Jupiter befinden sich also – wie im klassischen Modell – übriggebliebene Bausteine der Planetenentstehung. Allerdings sind diese nicht im Asteroidengürtel selbst entstanden, sondern überall im Sonnensystem.