Forscher: Sonnensystem zerfällt viel früher als bislang angenommen
Die äußeren Planeten unseres Sonnensystems geraten neuesten Erkenntnissen zufolge rund 1 Milliarde Jahre nach dem Tod der Sonne ins völlige Chaos. Eine neue Studie (Quelle auf Englisch) zeigt, dass sich ihre erwartete Lebensdauer damit um den Faktor 1 Milliarde verkürzt.
Frühere Berechnungen gingen davon aus, dass die Bahnen der Gasriesen rund eine Trillion Jahre stabil bleiben – weit länger als das bisherige Alter des Universums.
Forschende am California Institute of Technology (Caltech) wollten herausfinden, wie das langsame Sterben der Sonne die äußeren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun beeinflusst.
Lange galt zudem die Annahme, auch bei Isaac Newton, dass die Sonne ihre Masse gleichmäßig verliert: zunächst als Roter Riese, später als Weißer Zwerg.
Demnach würden Erde, Venus und Merkur zuerst verschwinden. Die Sonne würde sie verschlingen, wenn sie sich zum Roten Riesen aufbläht. Nur Mars bliebe als einziger Planet übrig, weit genug entfernt, um nicht mitgerissen zu werden.
Frühere Studien kamen zu dem Schluss, dass die äußeren Planeten diesen Prozess überstehen. Ihre Umlaufbahnen sollten sich etwa verdoppeln, weil die Sonne Masse verliert. Ihr endgültiger Zerfall schien nur durch vorbeiziehende Sterne möglich – in einem Zeitraum von 30 bis 100 Milliarden Jahren.
Die neuen Ergebnisse stellen dieses Szenario infrage. Demnach geraten die äußeren Planeten etwa 1 Milliarde Jahre nach der Verwandlung der Sonne in einen Weißen Zwerg aus der Ordnung – ein Zeitpunkt, der noch viele Milliarden Jahre in der Zukunft liegt.
Wenn die Sonne zum Weißen Zwerg wird, kühlt sie schnell ab und schrumpft auf etwa die Hälfte ihrer heutigen Größe. Nach der neuen Studie verläuft dieser Übergang jedoch nicht so gleichmäßig, wie lange angenommen.
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Die Forschenden gehen davon aus, dass der Stern seine Masse in heftigen, zufälligen Ausbrüchen verliert, sogenannten „stochastischen Stößen“, und nicht in einem ruhigen, gleichmäßigen Strom.
Damit zerbricht das bisherige Bild vom fernen Schicksal des Sonnensystems. Die äußeren Planeten dürften rund 1 Milliarde Jahre nach der Phase als Weißer Zwerg in ein chaotisches Durcheinander geraten – allerdings erst in vielen Milliarden Jahren.
Das Sonnensystem ist etwa 4,57 Milliarden Jahre alt. Der Sonne bleiben noch rund fünf Milliarden Jahre, bevor sie sich zu einem Roten Riesen aufbläht. Fachleute gingen lange davon aus, dass die großen Planeten sie um eine kaum vorstellbare Zeitspanne überdauern.
Für die Studie nutzte das Team Hochleistungs-Supercomputer und Hunderte komplexer numerischer N-Körper-Simulationen – ganz ohne den Einsatz von KI-Werkzeugen.
Die Forschenden entwickelten ein virtuelles Modell des Sonnensystems mit Sonne, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Die Supercomputer berechneten daraus über Milliarden Jahre hinweg die Bewegung und die Position dieser Himmelskörper.
Neu an dieser Analyse war die Annahme, dass die Sonne beim Sterben ihre Masse in zufälligen, heftigen Phasen verliert. Das Team prüfte Hunderte verschiedener Modellvarianten, um zu einem belastbaren gemeinsamen Ergebnis zu kommen.
Die Ergebnisse erscheinen in der Studie „Terminal Instability of the Solar System Triggered by Stochastic Solar Mass Loss“, veröffentlicht in den Astrophysical Journal Letters.
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