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Wissenschaftler verwenden Kraterverteilungen, um das Alter von Planetenoberflächen auf felsigen Körpern zu bestimmen. Doch wie lässt sich das Alter von Gasplaneten bestimmen? Glauben Sie es oder nicht, möglicherweise von Kratern. Wissenschaftler des National Institute of Astrophysics in Rom sagen, dass Kratermuster auf den beiden größten Asteroiden im Asteroidengürtel, Vesta und Ceres, dabei helfen könnten, festzustellen, wann sich Jupiter während der Entwicklung des frühen Sonnensystems zu bilden begann. Ihre Studie, die die Kratergeschichte der beiden Asteroiden modelliert – von denen angenommen wird, dass sie zu den ältesten im Sonnensystem gehören – zeigt, dass die Art und Verteilung der Krater in verschiedenen Stadien der Entwicklung des Jupiter deutliche Veränderungen zeigen würden.
Die Studie untersuchte die Hypothese, dass einer der Asteroiden oder vielleicht beide Objekte zur gleichen Zeit wie Jupiter entstanden sind, und dass das Studium ihrer Kratergeschichten Informationen über die Geburt des Riesenplaneten liefern könnte.
Die Simulation des Teams beschrieb Jupiters Entstehung in drei Phasen: eine anfängliche Akkretion seines Kerns, gefolgt von einer Phase der schnellen Gasakkretion. Darauf folgt wiederum eine Phase, in der sich die Gasakkretion verlangsamt, während der Riesenplanet seine endgültige Masse erreicht. Während der letzten beiden Phasen beginnt die Anziehungskraft des Jupiter, immer weiter entfernte Objekte zu beeinflussen. Für jede dieser Phasen simulierte das Team, wie Jupiter die Umlaufbahnen von Asteroiden und Kometen aus dem inneren und äußeren Sonnensystem beeinflusst und die Wahrscheinlichkeit, dass sie auf eine Kollisionsbahn mit Vesta oder Ceres gebracht werden.
„Wir haben festgestellt, dass die Entwicklungsphase des Jupiter einen großen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Einschläge und die Herkunft potenzieller Impaktoren hat“, sagte Dr. Diego Turrini vom Forschungsteam. „Wenn sich der Kern des Jupiter seiner kritischen Masse nähert, verursacht er einen starken Anstieg der Einschläge mit geringer Geschwindigkeit von kleinen, felsigen Körpern, die in der Nähe von Vesta und Ceres umkreisen, was zu intensiven und gleichmäßigen Kraterverteilungsmustern führt. Diese Kollisionen mit geringer Geschwindigkeit haben möglicherweise Vesta und Ceres geholfen, Masse zu sammeln. Sobald sich der Kern des Jupiter gebildet hat und der Planet beginnt, schnell Gas anzusammeln, lenkt er weiter entfernte Objekte auf einen Kollisionskurs mit Ceres und Vesta ab und die Einschläge werden energischer. Obwohl felsige Objekte aus dem inneren Sonnensystem in diesem Stadium die dominierenden Impaktoren sind, machen die höheren Energien der Kollisionen mit eisigen Körpern aus dem äußeren Sonnensystem den größten Eindruck.“
Die dritte Stufe der Jupiterbildung wird durch eine Periode erschwert, die als spätes schweres Bombardement bekannt ist und vor etwa 3,8 – 4,1 Milliarden Jahren stattfand. Während dieser Zeit wurde eine beträchtliche Anzahl von Objekten, die reich an organischen Verbindungen sind, aus dem äußeren Sonnensystem auf Planetenbahnen mit den Riesenplaneten injiziert und könnte den Asteroidengürtel erreicht haben. Darüber hinaus wird angenommen, dass Jupiter um diese Zeit in seiner Umlaufbahn gewandert ist, was zu einem zusätzlichen Fluss von Impaktoren auf Vesta und Ceres geführt hätte.
Künstlerisches Konzept der Raumsonde Dawn mit Ceres und Vesta. Bildnachweis: JPL
Das Team wird Gelegenheit haben, seine Ergebnisse zu bestätigen, wenn die NASA-Weltraummission Dawn 2011 Vesta erreicht und dann 2015 zu einem weiteren Rendezvous mit Ceres weiterfliegt. Dawn wird Informationen über die Struktur und die Oberflächenmorphologie der beiden Asteroiden sammeln und zurücksenden hochauflösende Bilder von Kratermustern. Obwohl angenommen wird, dass sich die beiden Asteroiden nahe beieinander gebildet haben, sind sie doch ziemlich unterschiedlich. Vesta ist ein felsiger Körper, während von Ceres angenommen wird, dass sie große Mengen Eis enthält.
„Wenn wir Beweise für ein zugrunde liegendes intensives, gleichmäßiges Kratermuster sehen können, wird dies die Theorie stützen, dass sich einer oder beide dieser Kleinplaneten während der letzten Phasen der Jupiterakkretion gebildet haben, vorausgesetzt, dass sie nicht durch das spätere schwere Bombardement ausgelöscht werden. “ sagte Turrini. „Dawn wird auch Konzentrationen von organischem Material messen, was uns weitere Informationen über die Kollisionsgeschichte mit organisch-reichen Objekten aus dem äußeren Sonnensystem geben könnte.“
Das Wissenschaftsteam diskutierte seine Ergebnisse auf dem European Planetary Science Congress in Potsdam, Deutschland.
Quelle: Europlanet
