Das Sonnensystem – Planetensystem ohne Vorbildcharakter

Bis Anfang der Neunzigerjahre des vergangenen Jahrhunderts die ersten Exoplaneten entdeckt wurden, kannten Astronomen nur das Sonnensystem als Beispiel für ein Planetensystem. Es schien in seinem Aufbau die grundlegenden Theorien zur Entstehung von Planeten zu bestätigen: Aus einer flachen, sich um die Sonne drehenden Gas- und Staubwolke bilden sich Verklumpungen des Materials zu immer größeren Brocken bzw. gravitativ zusammengehaltenen Materialsammlungen, die sich schließlich zu Planeten ausformen. Durch den Strahlungsdruck und den Sonnenwind sollten leichtere Elemente im inneren Sonnensystem nach außen getrieben werden. Somit ergibt sich eine Zweiteilung, die man im Sonnensystem auch beobachten kann: Im inneren Sonnensystem existieren vergleichsweise kleine Gesteinsplaneten, daran schließt sich ein Asteroidengürtel mit unverbrauchtem „Baumaterial” an, und im äußeren Sonnensystem gibt es Gasriesen mit eventuellen Gesteinskernen. Ganz außen schließt sich ein weiterer Gürtel aus kleinen Körpern an, die vorzugsweise aus gefrorenen Gasen und Staubteilchen bestehen sollten.

Nachdem nun bereits mehrere Tausend Planetensysteme um fremde Sterne gefunden wurden, mussten die Astronomen überrascht registrieren, dass es kein anderes System gibt, das dem Sonnensystem gleicht. In vielen Exoplanetensystemen existieren Himmelskörper, die es nach den ursprünglichen Vorstellungen über die Entstehung von Planetensystemen gar nicht geben dürfte: heiße Gasriesen in nahem Abstand zum Zentralstern, sog. „Hot Jupiters”. Dies spricht für allgemeine Wanderbewegungen in Planetensystemen, die diese Körper von ihrer Entstehungsregion weiter außen in Sternnähe driften ließen. Solche Bahnverschiebungen scheint es in der Frühzeit des Sonnensystems auch gegeben zu haben. Auch auffällig: Die häufigste Klasse von Exoplaneten ist im Sonnensystem gar nicht vertreten: die Supererden mit einer Masse, die deutlich über der der Erde, aber unterhalb der des Uranus, des nächstschwereren Planeten im Sonnensystem liegt. Sie dürften daher in der Regel ebenfalls Gesteinsplaneten sein. Liegt die Dichte aber unter der der Erde und gleicht eher der der Gasplaneten, spricht man von Mini- oder Zwergneptunen.

Unser Sonnensystem scheint daher nicht der Prototyp eines Planetensystems zu sein, sondern eher außergewöhnlich, auch wenn die Grundannahmen zur Planetenentstehung wohl korrekt sein dürften. Das zeigen jedenfalls Beobachtungen von Gas- und Staubscheiben um junge Sterne, die Planetensysteme in dem Prozess ihrer Entstehung aufweisen.