Sie stehen morgens auf, kochen sich einen Kaffee und lesen die Zeitung - derweil sammeln sich die Staubflusen unter Ihrem Sofa. Das machen Sie und die Flusen jeden Tag so. So unspektakulär das klingt, die Autorin dieser Zeilen sagt Ihnen jetzt, dass es sich dabei um das reinste Wunder handelt.
Was das mit Staub zu tun hat, erklärt Anders Johansen. Der gebürtige Däne ist Planentenforscher und arbeitet derzeit an der schwedischen Universität Lund. Dort stellt er die Geburt von Planeten in Computersimulationen nach. Vor allem die Staubpartikel, aus denen die Planeten, und damit auch die Erde entstanden sind, haben es ihm angetan. "Besonders faszinierend ist die Dynamik des Staubes, in der protoplanetarischen Scheibe", sagt er. Sie geben den Wissenschaftlern noch große Rätsel auf. Um zu verstehen, was der Däne meint, lohnt sich ein Blick auf das aktuelle Wissen über die Entstehung der Planeten.
Am Anfang bestand das Sonnensystem aus einer einzigen riesigen Gaswolke aus Wasserstoff und Helium, die sich durch Rotationen immer mehr zusammengezogen hat und schneller und schneller drehte. "Das ist wie bei einer Eiskunstläuferin", erklärt Johansen. "Streckt sie die Arme bei der Pirouette aus, ist sie langsamer als wenn sie sich klein macht und die Arme an den Körper hält." Durch die Schwerkraft wird das Gas immer mehr verdichtet und im Inneren der Wolke wird es immer heißer, so dass am Ende des Prozesses eine Art Ball im Zentrum entsteht. Der Ball fällt dann nicht mehr weiter in sich zusammen, wenn die Hitze so stark wird, dass es zu einer Kernfusion kommt. Die dadurch entstehende Strahlung wirkt der Gravitationskraft der Gasschichten entgegen.
Kollisionen im All
"Das ist der Prozess, aus dem Sterne aber auch Planeten werden können", sagt Johansen. Aus einer dieser Gaswolken ist also unser gesamtes Sonnensystem mit der Sonne und seinen acht Planeten vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden. Durch die Schwerkraft und die Drehung um sich selbst wurde das Gas zu einer Art Scheibe zusammengepresst - die sogenannte protoplanetarische Scheibe. Je kleiner die Scheibe wurde, desto schneller drehte sie sich – und im Zentrum entstand ein glühender Stern, die Sonne. Außerdem soll es zur Entstehung des Sonnensystems noch viel mehr Planeten gegeben haben, die im All regelrecht aneinander gekracht sind. Einige Himmelskörper wurden dadurch sogar zerstört und verschwanden ganz von der Bildfläche. Forschungen gehen davon aus, dass ein Ergebnis dieser Kollisionen der Mond ist, der von der Erde abgesplittert worden sein könnte.
Die Frage, wie wiederum genau aus der Scheibe die Planeten entstanden sind, gibt den Forschern noch einige Rätsel auf. Eine Theorie besagt, dass der Ursprung der Planeten in kleinen Staubpartikeln liegt, die ebenfalls durch die Scheibe wirbeln. Bisher wissen die Forscher, dass lediglich ein Prozent der Gaswolke aus Staub besteht. Der Rest ist Wasserstoff und Helium.
Das Geheimnis der Planetenentstehung
"Wir erforschen vor allem die Frage, wie die Staubpartikel aneinander kleben bleiben und so den Grundstock für einen Planeten bilden können", sagt Johansen. An dieser Stelle kommen nun die Staubflusen unter dem Sofa ins Spiel, die der Forscher als Vergleich heranzieht. "So lange der Staub locker ist, kann er einfach aneinander hängen bleiben", erklärt der Forscher. Doch was passiert, wenn auch der Staub durch die Kollisionen gewachsen ist und fest geworden ist? Um dem Geheimnis der Verbindung auf die Spur zu kommen, arbeiten er und seine Kollegen mit einer Theorie, wonach die Kieselsteine sich im turbulenten Gas konzentrieren und durch die Schwerkraft zu Planetesimalen wachsen. Planetesimale haben etwa einen Kilometer Durchmesser und bilden die Bausteine der Planeten.
"Zwei Steine lassen sich auch nicht einfach miteinander verbinden", sagt Johansen. Klar ist nur, dass sich diese Strukturen bilden und mit der Zeit sehr heiß werden können. Computersimulationen haben ergeben, dass der Sprung vom kleinen Planetesimal zum Planeten gerade einmal 100.000 Jahre gedauert haben könnte.
Bausteine dieser Art befinden sich heute in Form von Asteroiden und Eiskörpern im Kuiptergürtel am Rande unseres Sonnensystems. Sie stammen aus der Zeit der Entstehung unseres Sonnensystems. Dorthin ist derzeit die Nasa mit ihrer Mission "New Horizon“ unterwegs. Miriam Rengel, Astrophysikerin am Max-Planck-Institut, erforscht die sogenannten transneptunischen Himmelskörper (TNO), zu denen auch Pluto gehört, seit Jahren. "Was wir dort untersuchen, sind die ursprünglichsten Objekte unseres Sonnensystems, außerhalb der Umlaufbahn von Neptun", erklärt sie. In ihnen ist Materie aus jener Entstehungszeit vor etwa 4,5 Milliarden Jahren konserviert.
"Forschungs-Ergebnisse von so weit draußen könnten uns Aufschlüsse darüber geben, wie die Erde und die anderen Planeten eigentlich entstanden sind", sagt Rengel. In der Forschung ist man sich sicher, dass Pluto und die anderen TNO aus der gleichen Materie bestehen, wie die anderen Himmelskörper im Sonnensystem.
An den Rand des Sonnensystems
Entsprechend wird die Nasa-Mission "New Horizon" von Experten aus aller Welt genau beäugt. Seit dem 19. Januar 2006 ist die Raumsonde bereits unterwegs. Ein Jahr nach dem Start passierte die Sonde den Riesenplaneten Jupiter und nimmt seitdem Kurs auf den Kuiptergürtel, den Ring, der außerhalb der Neptunbahn und damit weit entfernt von der Sonne liegt. Hier soll auch Pluto näher untersucht werden.
Anders Johansen hingegen schaut sich eher Asteroiden - oder wie nach dem Absturz in Russland vor wenigen Wochen auch Meteoriten genauer an. "Auch bei den Asteroiden in unserem Sonnensystem handelt es sich um Material, das aus der gleichen Gaswolke entstanden ist, wie die Erde", sagt er.
Wasser als Lebensgrundlage
Insgesamt wissen wir also noch relativ wenig über die Entstehung der Planeten Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Pluto hat seinen Status als Planet 2006 verloren, als weitere Planeten seiner Größe entdeckt wurden. Pluto gehört heute der Gattung der Zwergplaneten an. Neben unserem Sonnensystem sind aus etlichen Gaswolken weitere Sonnensysteme mit einem hellen Stern in der Mitte entstanden. Mehrere Sonnensysteme bilden eine Galaxie, unsere heißt Milchstraße.
Eines ist trotz der vielen offenen Fragen jedoch sicher: Dass wir auf der Erde leben, ist ein Wunder. "Oder Zufall", sagt Anders Johansen. Und das nicht nur, weil die Erde die Kollisionen mit anderen Himmelskörpern in der Entstehungszeit überlebt hat. "Der einzige Grund, warum Leben hier möglich ist, ist dass das Wasser hier den richtigen Aggregatzustand hat. Es ist flüssig." Währenddessen sind die Wassermoleküle auf der Venus, die deutlich dichter an der Sonne liegt, durch das Sonnenlicht nicht nur verdampft sondern regelrecht zerstört worden - und auf dem Mars wird die Flüssigkeit in Form von Permafrost im Boden gespeichert.
Dass das Wasser auf der Erde flüssig ist, hat also ausschließlich mit der Position zur Sonne zu tun. Der Abstand von etwa 150 Millionen Kilometern ist genau richtig, so dass wir uns morgens einen Kaffee kochen können.
Anders Johansen hingegen schaut sich eher Asteroiden - oder, wie nach dem Absturz in Russland vor wenigen Wochen, auch Meteoriten - genauer an. "Auch bei den Asteroiden in unserem Sonnensystem handelt es sich um Material, das aus der gleichen Gaswolke entstanden ist, wie die Erde", sagt er.
Insgesamt wissen wir also noch relativ wenig über die Entstehung der Planeten Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Pluto hat seinen Status als Planet 2006 verloren, als weitere Planeten seiner Größe entdeckt wurden. Pluto gehört heute der Gattung der Zwergplaneten an. Neben unserem Sonnensystem sind aus etlichen Gaswolken weitere Sonnensysteme mit einem hellen Stern in der Mitte entstanden. Mehrere Sonnensysteme bilden eine Galaxie, unsere heißt Milchstraße.
Eines ist trotz der vielen offenen Fragen jedoch sicher: Dass wir auf der Erde leben, ist ein Wunder. "Oder Zufall", sagt Anders Johansen. Und das nicht nur, weil die Erde die Kollisionen mit anderen Himmelskörpern in der Entstehungszeit überlebt hat. "Der einzige Grund, warum Leben hier möglich ist, ist dass das Wasser hier den richtigen Aggregatszustand hat. Es kann unter anderem flüssig sein." Währenddessen sind die Wassermoleküle auf der Venus, die deutlich dichter an der Sonne liegt, durch das Sonnenlicht nicht nur verdampft sondern regelrecht zerstört worden - und auf dem Mars wird die Flüssigkeit in Form von Permafrost im Boden gespeichert.
Dass das Wasser auf der Erde flüssig ist, hat also ausschließlich mit der Position zur Sonne zu tun. Der Abstand von etwa 150 Millionen Kilometern ist genau richtig, so dass wir uns morgens einen Kaffee kochen können. Und nicht nur das: Wasser ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde.
