Forschung zur Geburtsstunde unseres Sonnensystems

Nach einer erfolgreichen internationalen Begutachtung ist das an der Universität Heidelberg koordinierte Schwerpunktprogramm „Die ersten zehn Millionen Jahre des Sonnensystems“ (SPP 1385) mit 29 Projekten in die dritte und letzte Förderperiode von zwei Jahren gegangen. Für die Fortsetzung der Forschungsarbeiten stellt die DFG Fördermittel in Höhe von rund 4,8 Millionen Euro zur Verfügung, davon fließen rund 1,2 Millionen Euro für neun Projekte nach Heidelberg. Im Rahmen des SPP 1385 wollen Wissenschaftler verschiedener Disziplinen aus der Analyse extraterrestrischen Materials Rückschlüsse auf den Prozess der Planetenentstehung vor 4,5 Milliarden Jahren ziehen. Im Mittelpunkt stehen dabei Kleinplaneten als Wegweiser zum Beginn des Lebens, wie wir es kennen. Koordinatoren des im Jahr 2010 eingerichteten Programms sind Prof. Dr. Mario Trieloff von der Ruperto Carola und Prof. Dr. Klaus Mezger von der Universität Bern (Schweiz).

„Der Entstehungsprozess von Planeten ist in seinen Grundzügen nach wie vor von vielen Rätseln umgeben“, betont Mario Trieloff. Weitgehend unbeantwortet ist nach den Worten des Heidelberger Geowissenschaftlers auch die Frage, wie sich die Erde aus einer Ansammlung kleinerer Protoplaneten gebildet hat und woher das Wasser der Erde stammt. Extraterrestrisches Material von kleinen Körpern nimmt in den Untersuchungen im SPP 1385 eine Schlüsselstellung ein: Asteroiden oder Kometen haben den Schritt zur Bildung eines großen Planeten nicht vollzogen. Sie sind vielmehr im Stadium von Kleinplaneten steckengeblieben und haben dadurch unveränderte Relikte der Staub- und Gesteinszusammensetzung auf dem Weg zu größeren planetaren Körpern bewahrt. In den beiden ersten Förderperioden ist es gelungen, eine Reihe wichtiger Einzelfragen zu klären, wie Prof. Trieloff sagt. So haben die Wissenschaftler beispielsweise untersucht, wie schnell sich asteroidengroße Körper gebildet haben, wie lange sie magmatisch aktiv waren und über welche Zeiträume es auf ihnen flüssiges Wasser gab. Die weiteren Forschungen zielen nun darauf, Details der Entstehung und Entwicklung von kleinen Planetesimalen und größeren Planeten in übergreifenden Modellen zusammenzufassen.

Am Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg sind neben der Programmkoordination auch Projekte zur Altersbestimmung primitiver extraterrestrischer Materie angesiedelt. Dabei sollen Isotopenmessungen mit einer neuen Ionensonde durchgeführt werden. Diese Sonde, die im Juli in Heidelberg erwartet wird, ist nach Angaben von Prof. Trieloff eines der wenigen Geräte dieser Bauart weltweit. Am Institut für Theoretische Astrophysik werden Modellierungen durchgeführt. Dabei geht es um die Bildung erster millimetergroßer Festkörper im Sonnensystem, die Entwicklung früher Asteroiden und die Rolle von Wassereis bei der Planetenbildung. Mit Blick auf die im Detail aufzuklärende Infrarotemission protoplanetarer Staubscheiben sollen am Kirchhoff-Institut für Physik in Labor-Experimenten die infraroten Eigenschaften von Silikat-Kondensaten bestimmt werden. Am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg werden theoretische Modelle gerechnet, um unter anderem einen neuen „Mechanismus“ der Planetenbildung zu untersuchen. Insgesamt sind die Forschungsprojekte an 24 Standorten in Deutschland angesiedelt, außerdem ist das Institut für Geologie der Universität Bern eingebunden.