Die Sonne entstand in nur 30 Millionen Jahren

Wann und wie entstand die Sonne? Wissenschaftler der TU Dresden und der australischen Monash University haben den Entstehungsprozess nahezu entschlüsselt: Demnach wurde der Stern vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus einer gigantischen Materialwolke geboren. Ungefähr 30 Millionen Jahre hat es gedauert, bis sich aus den einzelnen Bestandteilen dieser Wolke schließlich unsere Sonne formte.

Die ursprüngliche Sonnensystem-Materie enthielt Gase, wie zum Beispiel Helium und Wasserstoff, sowie "Staub" aus Eispartikeln und schweren Elementen, wie etwa Eisen, Gold, Silber, Blei und Platin.

Altersbestimmung durch radioaktive Isotope

Die Forscher haben den Entstehungszeitraum der Sonne durch die Analyse ihrer radioaktiven Bestandteile recht genau eingrenzen können. Ähnlich wie bei der Radiokarbon-Datierung in der Archäologie, verwendeten sie dazu radioaktive Isotope, deren Halbwertszeit in etwa den untersuchten Zeiträumen entsprechen. So konnte bereits das Alter der Erde oder das Alter verschiedener, sehr alter Sterne unserer Galaxie bestimmt werden.

Durch den Zerfall der radioaktiven Atomkerne konnten die Wissenschaftler feststellen, wann die letzten schweren Elemente, wie zum Beispiel Gold, Silber, Platin, Blei und Seltenerd-Elemente, an die präsolare Materie abgegeben wurden. "Wir können nun mit Sicherheit sagen, dass das letzte Prozent aus Gold, Silber und Platin rund 100 Millionen Jahre und das letzte Prozent an Blei und Seltenerd-Elementen 30 Millionen Jahre vor der Geburt der Sonne von der Sonnensystem-Materie aufgenommen wurde“, sagte Kai Zuber von der TU Dresden.

Hafnium als Schlüsselelement

Eine zentrale Rolle bei der Entschlüsselung des Entstehungsprozesses spielte das Seltenerd-Element Hafnium. Das Element ist in geringer Konzentration in der kontinentalen Erdkruste zu finden. Es kommt aber auch in Meteoriten vor, die aus der Geburtsphase unseres Sonnensystems stammen. In diesen Meteoriten befindet sich das radioaktive Isotop 182Hafnium.

"Durch unsere Arbeiten – basierend auf neuen kernphysikalischen Daten und gepaart mit modernen Computersimulationen – konnten wir zeigen, dass radioaktives Hafnium während der präsolaren Phase anders entstanden ist, als man bisher angenommen hat. So können wir damit auch die zeitlichen Abläufe besser einordnen“, erklärt Zuber. Damit wird eine über jahrzehntalte Unstimmigkeit bei der Datierung beseitigt.

Sonne und Sterne entstanden in 30 Millionen Jahren

Man wisse nun, so Zuber, dass es nach der letzten Zugabe von schweren Elementen zur Sonnensystem-Materie eine Art Inkubationszeit gab, in der Sterne, Sonne und Meteoriten gebildet wurden. "Aus unseren neuen Berechnungen geht hervor, dass diese Phase nicht länger als 30 Millionen Jahre gedauert haben kann", so Wissenschaftler.

Die Wissenschaftler wollen die Entwicklungsphase des Sonnensystems weiter präziseren. Dazu sollen andere schwere radioaktive Kerne analysiert werden, um noch detailliertere Einblicke in die Vorgeschichte des Sonnensystems zu erhalten.

Quelle: Science, 2014; doi: 10.1126/science.1253338