Warum drehen sich manche Planeten schneller?

Das kosmische Karussell: Warum rotieren Planeten unterschiedlich schnell?

Die majestätische Bewegung der Planeten um ihre Sterne – ein Bild, das uns seit jeher in seinen Bann zieht. Doch nicht nur die Umlaufbahnen, auch die Rotationsgeschwindigkeit dieser Himmelskörper ist höchst unterschiedlich. Während sich der Jupiter in knapp 10 Stunden einmal um seine Achse dreht, benötigt die Venus dafür über 243 Erdentage – länger als ein Erdenjahr! Was steckt hinter diesen eklatanten Unterschieden? Die Antwort liegt tief in der turbulenten Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems verborgen.

Die gängige Theorie zur Planetenentstehung, die Akkretionstheorie, beschreibt einen Prozess, der alles andere als ruhig verlief. Aus einer rotierenden Staub- und Gasscheibe, der protoplanetaren Scheibe, formten sich durch Gravitation immer größere Klumpen. Diese Planetesimale kollidierten unzählige Male miteinander, verschmolzen und wuchsen stetig an Größe. Diese gewaltigen Zusammenstöße waren entscheidend für die endgültige Rotationsgeschwindigkeit der entstehenden Planeten.

Ein zentraler Aspekt ist der Drehimpulserhaltungssatz. Dieser besagt, dass sich der Drehimpuls eines Systems ohne Einwirkung äußerer Kräfte nicht ändert. Stellen Sie sich einen Eisläufer vor, der sich dreht: Zieht er seine Arme an, dreht er sich schneller, da sich sein Drehimpuls auf einen kleineren Radius konzentriert. Ähnlich verhält es sich bei Planeten. Ein schräger Aufprall eines Planetesimals auf einen wachsenden Planeten kann dessen Rotationsgeschwindigkeit beeinflussen, je nachdem, wo und unter welchem Winkel der Aufprall stattfindet. Ein seitlicher Einschlag kann die Rotation beschleunigen oder verlangsamen, sogar die Rotationsrichtung umkehren!

Neben den Kollisionen spielen auch die Gezeitenkräfte eine wichtige Rolle. Insbesondere bei Gasriesen wie Jupiter üben die Monde und die Sonne erhebliche Gezeitenkräfte aus, welche die Rotation des Planeten beeinflussen können. Diese Kräfte können die Rotation über lange Zeiträume hinweg bremsen oder beschleunigen, abhängig von der Anordnung der Himmelskörper.

Die Zusammensetzung des Planeten selbst spielt ebenfalls eine Rolle. Ein fester, homogener Planet wird anders auf Einschläge reagieren als ein Planet mit einem flüssigen Kern oder einer ausgeprägten Atmosphäre. Die innere Struktur beeinflusst die Verteilung des Drehimpulses und damit die Rotationsgeschwindigkeit.

Die unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten der Planeten sind also das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels verschiedener Faktoren: der anfänglichen Rotationsgeschwindigkeit der protoplanetaren Scheibe, der unzähligen Kollisionen während der Akkretion, der Gezeitenkräfte und der inneren Struktur des Planeten. Die Vielfalt der Rotationsgeschwindigkeiten in unserem Sonnensystem ist ein faszinierendes Zeugnis der chaotischen und dynamischen Prozesse, die zur Entstehung der Planeten führten. Jede Rotation erzählt eine einzigartige Geschichte über die turbulente Vergangenheit ihres Planeten.