Warum sind Planeten rund und Galaxien flach?

Warum sind Planeten rund und Galaxien flach? Ein kosmisches Formenspiel

Die Entstehung von Galaxien und Planeten, ein Tanz aus Gas, Staub und Gravitation, fasziniert die Menschheit seit jeher. Ihre charakteristischen Formen – kugelförmige Planeten und flache, spiralförmige Galaxien – scheinen auf den ersten Blick widersprüchlich. Doch hinter dieser scheinbaren Diskrepanz verbirgt sich ein gemeinsamer Ursprung: die Rotation.

Die Geschichte beginnt mit riesigen Urwolken aus Gas und Staub. Diese Wolken, durchzogen von minimalen, zufälligen Drehbewegungen, beginnen unter dem Einfluss der eigenen Schwerkraft zu kollabieren. Ähnlich einem Eiskunstläufer, der bei einer Pirouette die Arme anzieht und dadurch schneller rotiert, nimmt auch die Rotationsgeschwindigkeit der Urwolke mit abnehmendem Radius drastisch zu. Diese Rotation bewirkt eine Zentrifugalkraft, die senkrecht zur Rotationsachse wirkt und der Gravitationskraft entgegenwirkt. Während die Gravitation die Materie in Richtung Zentrum zieht, drückt die Zentrifugalkraft sie nach außen, jedoch nur in der Rotationsebene. Das Ergebnis ist eine Abflachung der Wolke zu einer Scheibe.

Im Falle einer Galaxie sammelt sich in der Scheibenmitte die größte Masse an und bildet das galaktische Zentrum. In der umgebenden Scheibe verdichten sich Gas und Staub zu Sternen und Planeten, die weiterhin die Rotationsebene der Galaxie beibehalten. Die Galaxie behält so ihre flache, oft spiralförmige Struktur.

Bei der Entstehung von Planeten hingegen spielt die Gravitation eine dominantere Rolle. Während sich in der protoplanetaren Scheibe Materie zusammenballt, wächst die Gravitationskraft des entstehenden Planeten. Diese Kraft wirkt in alle Richtungen gleichmäßig und zieht Materie aus allen Raumrichtungen an. Die Rotation spielt zwar weiterhin eine Rolle, jedoch wird die Zentrifugalkraft von der immensen Gravitationskraft des sich verdichtenden Planeten überwältigt. Das Ergebnis ist eine Kugelform, die energetisch am günstigsten ist, da sie die Oberfläche minimiert und somit die potentielle Energie des Systems reduziert.

Der Unterschied liegt also im Verhältnis von Gravitationskraft zur Zentrifugalkraft. Bei Galaxien ist die Rotation im Verhältnis zur Gesamtmasse stark genug, um eine Abflachung zu bewirken. Bei Planeten hingegen dominiert die Gravitation und formt sie zu Kugeln. Kleinere Abweichungen von der perfekten Kugelform, wie die Abplattung an den Polen aufgrund der Rotation, bestätigen dieses Prinzip.

Die kosmischen Formen von Galaxien und Planeten sind somit kein Zufall, sondern das Ergebnis eines faszinierenden Zusammenspiels von Gravitation und Rotation. Sie erzählen die Geschichte ihrer Entstehung und bieten uns Einblicke in die fundamentalen Kräfte, die das Universum formen.