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Die ersten Jahre des Sonnensystems
Redaktion
/ Pressemitteilung der Universität Jena
astronews.com
16. Februar 2010
Gibt es in der Milchstraße viele Planetensysteme wie unser Sonnensystem,
oder ist unsere kosmische Heimat etwas Besonderes? Dieser Frage widmet sich
ein Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).
Wissenschaftler der Universität in Jena werden sich künftig intensiver an
der Suche nach einer Antwort beteiligen können.
Protoplanetare Scheibe um einen neugeborenen
Stern.
Bild: NASA / JPL-Caltech / R.
Hurt (SSC/Caltech) |
Ist unser Sonnensystem ein ganz "normales" oder weist es im Vergleich
mit anderen ungewöhnliche Eigenschaften auf? Dieser Frage geht die
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bei ihrem Schwerpunktprogramm "The
first 10 Million years of the solar system" nach, das im vorigen Jahr
gestartet wurde. Einer Wissenschaftlergruppe der
Friedrich-Schiller-Universität Jena ist es jetzt gelungen, daraus
Drittmittel in Höhe von etwa 450.000 Euro einzuwerben. Das Geld sichert
die Beteiligung Jenaer Wissenschaftler an diesem DFG-Schwerpunktprogramm
für zwei Jahre. Der Startschuss für die Arbeit fällt in diesen Tagen.
"Beteiligt sind die Astrophysiker mit der Beobachtergruppe und der
Labor-Astrophysik sowie das Institut für Festkörperphysik", erläutert Prof. Dr.
Ralph Neuhäuser, der den Lehrstuhl für Astrophysik an der
Friedrich-Schiller-Universität innehat. Insgesamt können fünf Wissenschaftler
für zunächst zwei Jahre eingestellt werden, außerdem wurden Reise- und
Sachmittel bewilligt. "Darunter sind gut 100.000 Euro für Arbeiten mit unserem
Teleskop in Großschwabhausen, für das wir erstmals DFG-Drittmittel einwerben
konnten", so Neuhäuser. Dieser Erfolg freue ihn besonders, weil die Sternwarte
in Großschwabhausen in den letzten Jahren saniert und restauriert wurde. Ein
lohnendes Unterfangen, wie sich jetzt gezeigt hat.
Für ihr Forschungsvorhaben beschreiten die Jenaer Wissenschaftler zwei Wege:
Sie beobachten zum einen "junge" Sonnensysteme - das sind solche, die jünger als
zehn Millionen Jahre alt sind. Und sie untersuchen zum anderen Material aus der
Frühzeit unseres Sonnensystems. In den Fokus der Labor-Astrophysiker rücken
deshalb Asteroiden und Kometen. "Meteorite enthalten Material aus dem Weltraum,
das so alt ist wie unser Sonnensystem", sagt Dr. Harald Mutschke. Der
Astrophysiker wird zusammen mit einem neuen Doktoranden Proben solcher 4,56
Milliarden Jahre alten Materialien im Labor untersuchen.
Analysiert werden beispielsweise die optischen Eigenschaften der enthaltenen
Minerale bei Temperaturen bis zu 800 Grad Celsius. "Das entspricht den
Temperaturen, wie sie in den Sonnensystemen herrschen, die unsere Kollegen
beobachten", erklärt Mutschke. Aus dem Vergleich erhoffen sich die
Wissenschaftler neue Einblicke in die Frühzeit unseres Sonnensystems. Die
untersuchten "jungen" Sonnensysteme sind zwischen 100 und 400 Lichtjahre von der
Erde entfernt, also relativ enge Nachbarn der Erde. Neben den eigenen
Beobachtungen in Großschwabhausen werden Daten an der europäischen Südsternwarte
in Chile aufgenommen und ausgewertet. Die Universität Jena kooperiert bei diesen
Projekten mit den Universitäten in Rostock, Kiel und Hamburg.
Dr. Cornelia Jäger vom Institut für Festkörperphysik der Jenaer Universität
untersucht sogenannte GEMS, das sind häufige, isotopisch abweichende Partikel in
Meteoriten. GEMS steht für Glas mit eingebetteten Metall- und Sulfidpartikeln.
Es wird vermutet, dass diese GEMS älter sind als unser Sonnensystem - ein Beweis
steht indes noch aus. "Wir wollen im Labor mögliche kosmische
Bildungsmechanismen von GEMS simulieren", beschreibt Jäger ihr Vorhaben.
Die dafür im Labor hergestellten Silikate entsprechen in ihrer chemischen
Zusammensetzung annähernd den zirkumstellaren Silikaten. Sie werden im Labor den
möglichen kosmischen Szenarios ausgesetzt. Jäger weiß, dass diese
Magnesium-Eisen-Silikate zu den häufigsten kosmischen Staubkomponenten gehören.
Sie werden in den sogenannten zirkumstellaren Hüllen um entwickelte Sterne
gebildet und mit dem Sonnenwind dieser Sterne in das interstellare Medium
transportiert. Dort können sie sich unter energiereicher UV- und
Ionenbestrahlung verändern.
Später können diese Staubpartikel wieder in sogenannte Molekülwolken
eingebunden werden, die dann Orte für neue Sternentstehung und damit Orte für
die Bildung planetarischer Scheiben sind. Die Jenaer Forscher setzen ihre im
Labor erzeugten Proben Ionen energiereicher Strahlung aus. Danach werden die
Silikate untersucht, um ihre Veränderungen zu verfolgen. "Unsere Ergebnisse
sollen die Beziehungen zwischen zirkumstellaren, interstellaren und primitiven
Silikaten im Sonnennebel dokumentieren. Und sie werden dazu beitragen, die Natur
der Festkörpermaterialien zu erfassen, die am Anfang der Planetenentstehung
stehen", sagt Jäger.
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