Verdichtung einer Materiewolke
Das Zentrum zeichnet sich durch erhöhte Infrarote Strahlung aus. Quelle: Werren Graphik
Eine diffuse Materiewolke als Kreißsaal des Systems
Wie durch vielfache Beobachtungen in Entstehungsgebieten bestätigt, rotiert die Gas- und Staubwolke, durch das Zusammenfallen auf ein Schwerkraftzentrum zu und
flacht zur Scheibe ab. Im Zentrum der Wolke konzentriert sich die Hauptmasse und beginnt sich zu verdichten. Der Drehsinn der Scheibe ist rein zufällig. Materie, die spiralförmig dem Zentrum
zuströmt, wird durch steigenden Gasdruck und Zentrifugalkraft tangential abgelenkt. Mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit und geringer werdendem Abstand zum Zentrum, stellt sich ein
Gleichgewicht zwischen Zentrifugalkraft und Gravitation ein und die Bahnen werden kreisförmig. Die Zentralmasse, die noch nicht als Protosonne bezeichnet werden kann,
verdichtet sich aber nur allmählich, weil mit steigendem Gasdruck erst die Kompressionswärme in Form von Infrarotstrahlung abgestrahlt werden muss.
Zirkumstellare Gas- und Staubscheibe
Wie die Frühphase der Planetenbildung ohne aerodynamische Komponente aussähe,
wird uns eindrucksvoll in den Saturnringen gezeigt. Dort kreisen seit Urzeiten Ringe und Schäfermonde in stabiler Konstellation. Jeweils innerhalb und außerhalb bestimmter Ringteile sorgen diese Monde mit ihrer Schwerkraft dafür, dass die Partikel dazwischen, weder ihre Bahnen verlassen, noch sich mit den Schäfermonden, oder miteinander vereinigen, obwohl sie teilweise außerhalb der Rochegrenze liegen. Ähnliches gilt für den Kuipergürtel und den Asteroidengürtel, in dem sich seit 4 ½ Mrd. Jahren Asteroiden verschiedenster Größe bewegen, ohne sich zu vereinen. Das Gegenteil ist der Fall: Sollten etwa Vesta, Eos, oder Ceres aufeinandertreffen, käme es zur Zerstörung, und weitere Millionen Trümmer würden den Asteroidengürtel anreichern. Um feste Materie in ein Schwerkraftzentrum spiralen zu lassen, muss Bewegungsenergie abgebaut werden, und dass geht entweder über Reibung in einer Gashülle, oder durch Aufprall auf eine konkrete Oberfläche. Erst der Gasanteil gibt der Urmaterie eine gemeinsame Strömungsrichtung und Drall bei der Konzentration zum Schwerezentrum hin.
Dass die Planetenbildung anders, als bisher angenommen ablief, zeigen auch Messungen um junge sonnenähnliche Sterne, die Massen für die zirkumstellare Staub- und Gasscheiben von 1% der Sonnenmasse ergaben. Das ist 7 bis 8-mal soviel, wie die Gesamtmasse in der Planetenebene unseres Sonnensystems. Es wird also nur ein Bruchteil der Scheibenmasse für den Aufbau der Planeten benötigt. Man muss von einer bedeutend größeren Gasmasse der Scheibe ausgehen, als die Summe aller heutigen Gasplaneten- Atmosphären.
Die bei diesen Beobachtungen ermittelten Dichten ergaben durchschnittliche Werte von
2 * 10-13 g/cm3. In der Zentralebene, und besonders in örtlichen Schwerkraftzentren wird die Dichte erheblich größer sein. Eine größere Gasdichte bedingt auch eine größere innere Reibung und ein größeres Staubtragevermögen in Störungsgebieten, wie sie um große Objekte entstehen.
Die 2. Annahme, die ich voraussetze, ist die Homogenität der Scheibenmaterie.
Die Andersartigkeit der inneren und äußeren Planeten kann, wie noch erläutert wird, nicht als Indiz für eine gasfreie innere Scheibe gewertet werden. Die Gas-Staub-Zusammensetzung der inneren Scheibe kann sich, vor dem Einsetzen des Sonnenwindes, kaum von den Bereichen unterschieden haben, aus denen sich die Gasriesen entwickelt haben.
Die Sonne selbst, ebenfalls hervorgegangen aus zentraler Scheibenmaterie, besteht überwiegend aus H und He. Schwerere Elemente sind lediglich in Spuren vorhanden.
Nächste Kapitel:
Gas und Staubkokon als Vorform eines Protoplaneten
Analogie / Speichen / Wärmebilanz / Bahnabstände