Ein noch kleinerer Jupiter wäre natürlich noch besser. Der würde dann fast gar keine Asteroiden mehr in die Nähe der Erde bringen. Aber dann wäre sowieso alles anders in unserem Sonnensystem. Dann würde es vielleicht gar keinen Asteroidengürtel geben. Der existiert ja nur, weil die Gravitationskraft des großen Jupiter dafür gesorgt hat, das sich dort kein Planet bilden konnte.
Auch ein größerer Jupiter brächte kaum eine Verbesserung. Die Schutzfunktion eines doppelt so schweren Jupiters unterscheidet sich kaum von der des normalen Jupiter.
Richtig interessant wird es aber bei den mittleren Größen! Ein Jupiter der zwischen einem fünftel (das ist etwa so groß wie der Saturn) und der Hälfte der aktuellen Masse hätte, wäre für die Erde sehr schlecht! Die Zahl der kollidierenden Asteroiden würde stark ansteigen. So ein Jupiter wäre kein guter Schutz – eher eine Gefahr für die Erde!
Diese Grafik fasst die Ergebnisse zusammen: die x-Achse zeigt die Masse, die Jupiter in der jeweiligen Simulation hatte; die y-Achse die Anzahl der Asteroidenkollisionen mit der Erde. Die vier Kurven geben den Zustand nach jeweils 1, 2, 5 und 10 Millionen Jahren (von unten nach oben) wieder. Man sieht gut, wie sich die Form der Kurve im Lauf der Zeit stabilisiert (Bild: Jones & Horner, 2009)
Grund für das unterschiedliche Verhalten der Asteroiden bei unterschiedlichen Massen sind übrigens die Resonanzen. Ich habe ja schon mal beschrieben, dass es zwei verschiedene Arten gibt: Resonanzen der mittleren Bewegung und säkulare Resonanzen. Die Positionen (allerdings nicht ihre Größe) der Resonanzen der mittleren Bewegung hängt dabei nur von der Position des Jupiter ab – und die ändert sich ja bei den Simulationen nicht. Die säkularen Resonanzen hingegen werden von der Masse beeinflusst.
Eine einflußreiche säkulare Resonanz (für die Experten: die v6-Resonanz) liegt in der aktuellen Situation an der inneren Grenze des Asteroidengürtels. Verringert man die Masse des Jupiters, dann landet sie mitten im Gürtel und kann dort viel mehr Asteroiden in erdnahe Regionen schmeissen.
Die Beschützerrolle des Jupiters ist also weniger klar, als man bisher angenommen hat. Mit einem viel leichteren oder auch schwereren Jupiter wären wir genauso gut dran wie jetzt. Und ein Jupiter, der nur ein wenig leichter wäre als der aktuelle wäre sogar ein deutlich schlechterer Beschützer!
Zumindest gilt das für die Asteroiden…
Die Zentauren
Nicht nur die erdnahen Asteroiden können der Erde gefährlich werden – auch kurzperiodische Kometen können bei einer Kollision unangenehme Folgen verursachen.
Solche Kometen, die für einen Umlauf die Sonne weniger als 200 Jahre brauche, stammen aus dem Kuipergürtel. Das ist ein weiterer Asteroidengürtel der sich außerhalb der Neptunbahn befindet. Auch hier können Asteroiden durch Resonanzen aus ihren angestammten Bahnen geworfen werden und in die Gegend zwischen den Bahnen der äußeren Planeten geraten. Diese Gruppe von Objekten nennt man dann Zentauren. So wie die erdnahen Asteroiden sind auch sie wegen der vielen nahen Begegnungen mit den großen Planeten prinzipiell auf instabilen Bahnen unterwegs und beenden ihre Existenz irgendwann in einer Kollision mit einem Planeten, der Sonne oder werden aus dem System geworfen.
Die Asteroiden des äußeren Sonnensystems: in grün sind die Objekte im Kuipergürtel eingetragen; die Zentauren sind orange (pink sind die Trojaner des Jupiter). Bild: Drink Beer!
Einige werden aber von Jupiter auf neue Bahnen gezwungen – sie werden zu kurzperiodischen Kometen und können nun auch der Erde gefährlich werden.
Horner und Jones haben deswegen im zweiten Teil ihrer Arbeit untersucht, wie der Einfluß von Jupiter auf die Zentauren aussieht und welche Folgen sich für die Erde ergeben.
Wieder haben sie viele Simulationen mit unterschiedlichen Jupitermassen gemacht und auch hier zeigt sich ein ähnliches Bild wie bei den Asteroiden im Hauptgürtel:
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