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Das Sonnensystem: Die Geschichte des Sonnensystems

Vor gut 4,6 Milliarden Jahren beginnt die stürmische Entstehungsgeschichte unserer Heimat im All: Im Zentrum eines rotierenden Gasnebels ballt sich der Vorläufer der Sonne zusammen – und zündet schließlich

Text von Rainer Harf

Dies ist die Geschichte eines kosmischen Dramas. Sie erzählt von der wundersamen Geburt eines Sterns und seiner Planeten, von seinem stürmischen Werdegang und seinem unaufhaltsamen Todeskampf. Es ist die Biografie der Sonne - jenes Himmelskörpers, dem wir unser Leben verdanken. Die Geschichte beginnt vor rund fünf Milliarden Jahren in einem Außenbezirk der Milchstraße, am Rande des Orionarms. Dort wabert die Brutstätte unserer künftigen Heimat: eine gewaltige dunkle Wolke aus Gas und Staub - ein mächtiger Nebel, der sich über viele Billionen Kilometer in die finsteren Weiten des Alls erstreckt.


Die Brutstätte unseres Sonnensystems: ein gewaltiger kosmischer Nebel aus winzigen Staubkörnchen sowie aus Wasserstoff und Helium. Der wolkige Kollos misst mehrere Billiarden Kilometer im Durchmesser - ehe er unter seiner eigenen Schwerkraft allmählich in sich zusammenfällt (Foto von: Jochen Stuhrmann für GEOkompakt)
© Jochen Stuhrmann für GEOkompakt
Die Brutstätte unseres Sonnensystems: ein gewaltiger kosmischer Nebel aus winzigen Staubkörnchen sowie aus Wasserstoff und Helium. Der wolkige Kollos misst mehrere Billiarden Kilometer im Durchmesser - ehe er unter seiner eigenen Schwerkraft allmählich in sich zusammenfällt

Ein Lichtstrahl, 300000 Kilometer pro Sekunde schnell, brauchte etwa ein Jahr, um diese Wolke zu durchqueren. In ihrem Inneren sind die Gasmoleküle und -atome, zumeist Wasserstoff und Helium, äußerst dünn verteilt; in einem Kubikzentimeter schwirren gerade einmal um die 1000 Teilchen. Das ist ein Nichts, bestenfalls ein Hauch von Materie. Verschwindend wenig im Vergleich zur heutigen irdischen Atmosphäre, wo sich auf Meereshöhe 27 Trilliarden Moleküle in jedem Kubikzentimeter Luft ballen (das ist eine Zahl mit 21 Nullen).

In noch geringerer Menge schweben mikroskopisch kleine Staubteilchen im kosmischen Dunst umher. Etwa metallische Partikel aus Eisen, Silizium, Nickel oder Gold, die nicht mehr als ein Millionstel Meter messen. Es ist die Asche längst erloschener Riesensonnen, in deren Kern sie Jahrmilliarden zuvor unter Druck und Hitze aus leichteren Elementen wie Wasserstoff und Helium gebacken worden sind.

Mit dem Urknall entstanden Raum, Zeit und Materie
Diese mächtigen Sterne haben ihren Brennstoff vor geraumer Zeit verbraucht, sind dann unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabiert und haben schließlich in einer gigantischen Explosion einen Großteil ihrer Materie ins All geschleudert. Weit älter noch als der Staub sind die Gasatome in der Wolke. Ihre Herkunft reicht bis an den Anfang aller Dinge – damals, vor nunmehr 13,7 Milliarden Jahren, als sich im Urknall das Universum selbst gebar. Als sich die gesamte Energie des Kosmos, gestaucht auf einen Punkt, mit einem Mal aufblähte und Raum und Zeit erschuf. Ein Teil dieser Energie wandelte sich augenblicklich in Materie um. Bereits Sekundenbruchteile nach der Genesis bildeten sich winzige Elementarteilchen: negativ geladene Elektronen, positiv geladene Protonen und ladungsfreie Neutronen.

Dann verstrichen 380000 Jahre, das Universum dehnte sich aus, kühlte dabei ab, und die Elementarteilchen formten neue Materiebausteine. Es entstanden Wasserstoff- und Heliumatome, die einfachsten und leichtesten aller Atome. In jedem dieser Partikel rasen die kleinen Elektronen um größere, im Zentrum vibrierende Atomkerne, die aus Protonen und Neutronen bestehen.

Wasserstoff und Helium stellen auch heute noch den Großteil sämtlicher Elemente im Universum. Allenthalben haben Astronomen gewaltige Gasnebel aus diesen Stoffen entdeckt, die um das Zentrum der Galaxis kreisen. Vor etwas mehr als 4,6 Milliarden Jahren (so eine Hypothese) kommt es in der Nähe unserer Urwolke am Rande des Orionarms zu einer verheerenden Katastrophe – die zugleich die Geburt unseres Sonnensystems auslöst. Ein sterbender Riesenstern birst: Mit mehreren Tausend Kilometern pro Sekunde schleudert die gewaltige Explosion die stellaren Überreste in den Raum.

Eine mächtige Druckwelle breitet sich in der Finsternis des Alls aus – und trifft mit voller Wucht auf die Urwolke. Durch den enormen Druck verdichten sich in manchen Bereichen des dünnen Dunstes die Gas- und Staubteilchen millionenfach. Die Dichte der Materie ist nun so groß, dass Tag für Tag zufällig Gaspartikel zusammenstoßen. Ähnlich wie Gummikugeln prallen die Atome gegeneinander und fliegen wieder auseinander. Bei solchen Karambolagen geben sie stets einen Teil ihrer Bewegungsenergie ab; die entweicht in Form von Strahlung ins All. Dabei kühlt die Wolke ab, denn physikalisch ist Wärme nichts anderes als die Bewegungsenergie von Teilchen.

Die Partikel ziehen sich immer stärker an, der Nebel verdichtet sich
Und ähnlich wie in einem Dampfkochtopf, dessen Inhalt allmählich erkaltet, nimmt mit schwindender Temperatur der Druck des Gases ab. Dadurch aber kann sich in dem Urnebel nun jene fundamentale Gewalt entfalten, die noch heute Sonne und Planeten zusammenhält: die Gravitationskraft. Denn je kälter das Gas wird, je langsamer also die Atome und Moleküle in der Wolke umherfliegen, desto mächtiger wirkt ihre gegenseitige Anziehungskraft, desto enger rücken sie zusammen. Die Folge: Der Nebel verdichtet sich. Immer mehr Masse ballt sich auf gleichem Raum, immer stärker ziehen sich die Gaspartikel an.

Auf Diese Weise kommt ein sich selbst verstärkender, unumkehrbarer Prozess in Gang: Die prästellare Wolke, aus der Jahrmillionen später unser Sonnensystem entstehen wird, kollabiert allmählich unter ihrer eigenen Masse. Da der gewaltige Gasnebel langsam um sich selbst rotiert, fällt er nicht gleichförmig von allen Seiten in sich zusammen. Denn die Drehung setzt der Gravitation eine nach außen gerichtete Gewalt entgegen, die Fliehkraft (die gleiche Macht, die Menschen auf einem Kettenkarussell nach außen treibt).

Das Gas sinkt also über Jahrmillionen zu einer flach gedrückten Spindel zusammen, einem kreiselnden Diskus, der „Akkretionsscheibe“ (von lat. accretio = Anwachsen). Im Zentrum dieses kosmischen Strudels knäuelt sich ein dicker kugeliger Kern zusammen. Es ist die „Proto-Sonne“: ein galaktischer Riese mit einem Durchmesser von mehreren Hundert Millionen Kilometern, millionenfach voluminöser als das heutige Zentralgestirn. Dieser solare Vorläufer zieht aufgrund seiner Schwerkraft immer mehr Wasserstoff und Helium aus seiner Umgebung an. Schließlich hat der Koloss einen Großteil der Akkretionsscheibe in sich aufgesogen.


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Kommentare zu "Die Geschichte des Sonnensystems"

Michael | 16.01.2012 20:55

Schade, dass immer mit Gott argumentiert werden muss, wenn man was nicht versteht. Ja, manches ist einfach zu abstrakt und zu groß um es sich als Mensch vorstellen zu können. Das liegt aber nur daran, dass uns nur ein begrenzter Geist zur Verfügung steht. Wir werden wohl niemals richtig kapieren können wie Raum und Zeit entstanden sind und was davor oder dahinter waren, aber eins ist sicher, Gott werden wir dort nicht finden. Für die Dummies: Star Trek V!
Wenn es denn einen Gott gibt dann sollte jeder ihn in sich selbst suchen und finden und das Universum und die Evolution den Wissenschaftlern überlassen.
Großes Lob an Geo! Jeden Artikel mit dem Thema sauge ich auf und lese ihn öfters. Meeehr :) Beitrag melden!

Catanya | 14.03.2011 22:53

Der Urknall wie man ihn nennt, und die Entstehung des Lebens wird solange der Mensch
mit seinem eingeschränktem Geist existiert ein ungelöstes Geheimnis bleiben. Faktum, diese wunderbaren und geheimnisvollen Rätsel wird er nicht auflösen können. Wir können das Geheimnis der Welt einfach doch nur annehmen und uns freuen das - wir - in Frieden und Gesundheit auf diesen wunderschönen Planeten leben dürfen. Wir müssen nicht immer meinen alles erklären zu müssen.
Denn, wenn Gott spricht ist das ganze Weltall Wort. Beitrag melden!

Jonson | 02.02.2011 14:53

Wieso verstehen es so viele nicht?! Es geht nicht um eine ganz genaue Datierung. Was sind schon 10.000 Jahre mehr oder weniger. Es geht darum eine ungefähre Vorstellung davon zu bekommen wie unser Sonnensystem entstanden sein könnte.
Und die große Frage woher kam das Leben ist eben nur durch wissenschaftliche Beweise und Überlegungen nachzuvollziehen. Ob es der Mensch je rausbekommt? Ich bezweifle es. Für alle die an den Allmächtigen Schöpfer glauben, wann sollte dieser Schöpfer die Zeit und das Wissen hergenommen haben um all die Sterne, Galaxien und Tiere unserer Erde zu erschaffen? In sechs tagen wohl kaum.

Der Mensch denkt zu menschlich deswegen kann er seine natürliche Natur nicht aktzeptieren. Die Geisteswissenschaften des Menschen bestehen seit einigen tausend Jahren, doch die Erklärung wie es dazu kommen konnte das ein Wesen wie der Mensch zu so etwas fähig ist liegen in den Jahrmillionen davor, doch diese Dimensionen sind für die meisten nicht zu begreifen!
Hoch lebe Darwin Beitrag melden!

mili | 10.11.2010 16:15

Alle ehre dr.herzl hat absolut recht, woher kommt das Leben??? An Zufälle glaube ich auch nicht, alles was uns ubgibt ist viel zu perfekt um von selbst entstanden zu sein...Wissenschaftler vergleichen die Zufalige ensteung vom weltall mit einem šrotplaz uber dem ein tornado rast, und nach und nach , teil fur teil eine Boing 747 zusammenstehlt...
Fazit: es gibt kein zufall, es gibt nur Got, EINEN Got den Allmachtigen. Beitrag melden!

dr.herzl | 07.09.2010 00:46

Wie kommt man auf 4,6 Milliarden Jahre? Soll die Zahl nach dem Komma genauigkeit suggerieren? Datierungen sind meines Wissens nur bis 10 000 Jahre genau. Alles andere ist Spekulation und Hypothese ähnlich wie bei den Leitfossilien, durch welche man Schlüsse auf andere Fossilienalter zieht. Ich habe versucht, Datierungsprotokolle von Unis zu bekommen, ohne Erfolg. Raum Zeit und Materie entstanden mit dem Urknall - ok. doch kein Wissenschaftle weiß, woher das Leben kommt. Woher kam der Knall? Woher kam die Materie? Nur durch Beobachtung und Expeimente kann Wissenschaft Beweise erbringen, alles andere gehört in die Geisteswissenschaft. Fazit: ich lkann nicht an Zufälle glauben, schon allein nicht bei der Betrachtung meiner Hände. Beitrag melden!

Toti | 13.04.2010 17:04

Ich bin wieder einmal sprachlos über das wie und worüber berichtet wurde. Beitrag melden!

Mark | 07.01.2010 16:03

"Zwei Protonen vereinigen sich zu „schwerem“ Wasserstoff", naja so kann das nicht ganz stimmen. Beitrag melden!

Felix | 07.01.2010 14:53

Ein wirklich toller und wahnsinnig interessanter Beitrag!
Wer weiß schon, wie es alles zu unserem Sonnensystem gekommen ist..?!
Ein sehr schöner Überblick über alles was geschehen ist, geschieht und geschehen wird!! Beitrag melden!

frikli | 07.01.2010 12:25

schön zu lesen; es ist wirklich kaum zu glauben, aber die Frage aller Fragen wird wohl nie beantwortet werden... Beitrag melden!

Ephi | 05.01.2010 19:42

Gute Storry, könnte man aber beinahe noch Angst bekommen, dass den Enkerln mal das Licht ausgeht ;-))
Na ja, ein paar Jährchen sind es schon noch, bis dahin sollten wir den Absprung von diesem Sonnensystem doch geschafft haben.
Genial auch, wieviel Energie die Sonne im Stande ist, zu uns zur Erde zu schicken, schade , dass wir diese so wenig nutzen.
Ephi Beitrag melden!


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