Planeten auf Abwegen

Am Ende wird es einsam um unsere Sonne: In etwa hundert Milliarden Jahren dürfte sie alle ihre Planeten verloren haben. Bislang gingen Astronomen davon aus, dass zumindest Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun auch dann noch um die Sonne kreisen. Doch als Forscher nun die ferne Zukunft unseres Sonnensystems im Computer simulierten, zeigte sich ein anderes Bild. Demnach werden die fünf verbleibenden Planeten im Lauf der Zeit von vorbeifliegenden Sternen aus ihren stabilen Umlaufbahnen geworfen, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Astronomical Journal“.

In sechs bis sieben Milliarden Jahren hat unsere Sonne ihren Treibstoff, den Wasserstoff in ihrer Zentralregion, aufgebraucht. Energie kann sie zwar auch durch weitere Prozesse gewinnen – etwa indem sie Heliumatome zu Kohlenstoff verschmilzt –, doch dabei verändert sich der Stern massiv. Die Sonne bläht sich zu einem Roten Riesen auf und wird dabei so groß, dass sie die drei innersten Planeten – Merkur, Venus und sogar unsere Erde – verschluckt. Einige Hundert Millionen Jahre später endet die Kernfusion in der Sonne endgültig. Dann schrumpft sie zu einem etwa erdgroßen Weißen Zwerg zusammen und kühlt über Jahrmilliarden aus.

Bei der Verwandlung zum Weißen Zwerg verliert die Sonne etwa die Hälfte ihrer ursprünglichen Masse. Dadurch übt sie eine wesentlich geringere Anziehungskraft auf die restlichen Planeten aus. Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun kreisen daher in deutlich größerer Entfernung als heute um die Sonne. Dennoch sollten ihre Bahnen über den gewaltigen Zeitraum von 10¹⁸ Jahren – das sind eine Trillion beziehungsweise eine Milliarde Mal eine Milliarde Jahre – stabil bleiben, so das Ergebnis früherer Computersimulationen. Zum Vergleich: Das Universum ist heute „nur“ 13,8 Milliarden Jahre alt.

Diese Prognose stellen Jon Zink von der University of California in Los Angeles und seine Kollegen jetzt infrage. Bisherige Simulationen hätten, so kritisieren die Astrophysiker, einen entscheidenden Effekt vernachlässigt: Vorbeifliegende Sterne können Planeten mit ihrer Anziehungskraft von der Umlaufbahn um die Sonne abbringen. Auch wenn solche Ereignisse äußerst selten sind, bezogen Zink und sein Team diesen Effekt in ihre Simulationen mit ein. Und tatsächlich zeigte sich, dass gelegentlich vorbeifliegende Sterne über einen derart langen Zeitraum durchaus eine entscheidende Rolle spielen. Zunächst führen sie dazu, dass sich die verbliebenen Planeten chaotisch um die Sonne bewegen. Das dürfte innerhalb von dreißig Milliarden Jahren passieren, nachdem die Sonne zum Weißen Zwerg wurde.

Innerhalb von weiteren zehn Milliarden Jahren würden durch die Sterne schließlich vier der fünf äußeren Planeten aus dem Sonnensystem herausgeworfen, stellten die Forscher fest. Aller Wahrscheinlichkeit nach wäre Jupiter der letzte verbleibende Gasplanet im Sonnensystem. Doch auch er kreist nicht für alle Ewigkeit um die Sonne: Binnen weiterer fünfzig Milliarden Jahre dürfte es zu mindestens einem extrem nahen Vorbeiflug eines Sterns kommen, durch den auch er entrissen wird. „Unsere Analyse zeigt demnach, dass die dynamische Lebensdauer des Sonnensystems zwar viel länger ist als das derzeitige Alter des Universums“, schließt Zink, „aber sie ist deutlich kürzer als alle früheren Schätzungen.“