Planetenentstehung

Planetenentstehung bezeichnet den Prozess, durch den aus einer protoplanetaren Scheibe um einen jungen Stern Planeten entstehen. Die Scheibe enthält Gas und Staub; aus diesem Material entwickeln sich schrittweise immer größere Körper. Aus Staubkörnchen wachsen durch wiederholtes Zusammenstoßen Aggregate, die schließlich Planetesimale von Kilometergröße bilden. Über weitere Kollisionen bilden sich Embryonen und danach planetenähnliche Körper. Der Weg ist durch Hindernisse wie die Metergrößen-Barriere geprägt, weshalb Mechanismen wie die Streaming-Instabilität oder lokale Druckmaxima wichtig sind, um das Wachstum zu fördern.

Es dominieren zwei theoretische Modelle. Beim Kernakkretion-Modell bilden sich zuerst Kerne aus Silikat- und Eismaterial; sobald sie eine kritische Masse überschreiten, beginnt rasche Gasakkretion und es entstehen Gasriesen. Innerhalb der Schneegrenze entstehen terrestrische Planeten. Die Zeiten reichen typischerweise von einigen Millionen Jahren bis zum Verschwinden der Scheibe. Alternativ kann die Scheibe durch eigene Gravitation fragmentieren und direkt Gasriesen bilden (Scheibeninstabilität), insbesondere in massereichen, kühlen Scheiben.

Nach der Entstehung können Planeten durch Migration in der Scheibe verschoben werden und so die Endarchitektur von Systemen beeinflussen. Beobachtungen von Protoplanetaren Scheiben mit modernen Teleskopen zeigen Ringe und Lücken, die auf entstehende Planeten hindeuten. Zahlreiche Exoplaneten demonstrieren die Vielfalt an Massen und Umlaufbahnen, was Modelle der Planetenentstehung und Migration weiter bestätigt.