Als das Sonnensystem das große Band der Milchstraße durchquerte

Von Markus Brauer

Die Milchstraße ist ein dynamischer Ort, nicht nur weil alle Sterne um ihr Zentrum kreisen. Rund ein Drittel aller Sterne hat im Laufe der Zeit auch ihre galaktische Umlaufbahn dramatisch verändert. Unsere Sonne liegt dadurch heute mehr als 2000 Lichtjahre von ihrem Entstehungsgebiet entfernt und wurde zudem von ihren stellaren Geschwistern getrennt.

Auf dieser Wanderung hat unser Heimatstern unterschiedliche Umgebungen durchquert. Dazu gehört auch der Orion-Stern-Entstehungskomplex – eine Region, die Teil der galaktischen Radcliffe-Welle ist.

Die Reise der Sonne

Das war auch vor rund 14 Millionen Jahren der Fall, wie nun Astronomen um Efrem Maconi von der Universität Wien herausgefunden haben.

Für ihre Studie, die im Fachjournal „Astronomy & Astrophysics“ erschienen ist, hatten sie Daten des europäischen Gaia-Weltraumteleskops genutzt, um die Reise der Sonne in den letzten 30 Millionen Jahren zu rekonstruieren. „Dabei wollten wir klären, ob es zu einer Begegnung der Sonne mit der Radcliffe-Welle gekommen sein kann“, erklärt das Team.

The Solar System's passage through the Radcliffe wave during the middle Miocene. https://t.co/rQxMghVPPN — Earth and Planetary Astrophysics Papers (@QCLN) February 25, 2025

Was ist die Radcliffe-Welle?

Bei der Radcliffe-Welle handelt es sich um eine erst im Jahr 2020 entdeckte Groß-Struktur der Milchstraße: Dieses rund 9000 Lichtjahre lange Band aus dichten Gaswolken und Sternenwiegen nimmt rund 20 Prozent des lokalen Orionarms ein und bewegt sich im Laufe großer Zeiträume wie eine Welle.

Teil dieser Radcliffe-Welle sind auch einige bekannte Sternenwiegen wie der Orionnebel, die Taurus- und Perseus-Sternenwiegen oder die Cygnus-Region.

Die Reise durch diese dichte Region des Weltraums könnte die Heliosphäre, eine schützende Blase, die unser Sonnensystem umgibt, komprimiert und den Zustrom von interstellarem Staub erhöht haben. Das wiederum hatte möglicherweise Einfluss auf das Klima der Erde und hinterließ Spuren in geologischen Aufzeichnungen.

Ein Schiff, das durch verschiedene Meere segelt

Die Reise um das Zentrum der Milchstraße führt das Sonnensystem durch unterschiedliche galaktische Umgebungen. „Man kann sich das wie ein Schiff vorstellen, das durch verschiedene Meere segelt“, erklärt Efrem Maconi von der Universität Wien. „Unsere Sonne traf auf eine Region mit höherer Gasdichte, als sie die Radcliffe-Welle im Sternbild Orion durchquerte.“

Anhand von Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation Esa in Kombination mit spektroskopischen Beobachtungen konnte das Team den Durchgang des Sonnensystems durch die Radcliffe-Welle in der Orion-Region vor eben diesen 14 Millionen Jahren datieren. „Diese Entdeckung baut auf unseren früheren Arbeiten zur Identifizierung der Radcliffe-Welle auf“, sagt João Alves, Professor für Astrophysik an der Universität Wien .

Region mit erhöhtem Staubanteil

„Wir durchquerten die Orion-Region, als sich bekannte Sternhaufen wie NGC 1977, NGC 1980 und NGC 1981 bildeten“, erläutert Alves. „Diese Region ist am Winterhimmel der nördlichen Hemisphäre und im Sommer auf der südlichen Hemisphäre gut sichtbar. Halten Sie Ausschau nach dem Sternbild Orion und dem Orionnebel (Messier 42) – unser Sonnensystem kam aus dieser Richtung.“

Die galaktische Begegnung mit der Radcliffe-Welle führte das Sonnensystem durch eine Region mit erhöhtem Staubanteil. Der Staub könnte in die Erdatmosphäre eingedrungen sein und möglicherweise Spuren von radioaktiven Elementen aus Supernovae in geologischen Aufzeichnungen hinterlassen haben.

„Die derzeitige Technologie ist vielleicht nicht ausgereift genug, um diese Spuren zu entdecken, aber künftige Fortschritte könnten dies ermöglichen“, konstatiert Alves.

Veränderung des Erdklimas im mittleren Miozän

Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Begegnung des Sonnensystems mit der Orion-Region vor etwa 18,2 bis 11,5 Millionen Jahren stattfand, wobei der wahrscheinlichste Zeitpunkt zwischen 14,8 und 12,4 Millionen Jahren liegt.

Diese Zeitspanne stimmt gut mit einer Veränderung des Erdklimas im mittleren Miozän überein, einem bedeutenden Wechsel von einem warmen, wechselhaften zu einem kühleren Klima, das zur Entstehung eines kontinentalen Prototyps des antarktischen Eisschildes führte.

Ob es einen Zusammenhang zwischen der vergangenen Durchquerung des Sonnensystems durch diese Region mit höherer Gasdichte und der damaligen Klimaveränderung auf der Erde gibt, ist noch ungeklärt. Zeitlich wäre das möglich, ob es aber tatsächlich auch einen kausalen Zusammenhang gibt, müsse noch weiter untersucht werden, betonen die Autoren.

Nicht mit aktuellem, menschengemachten Klimawandel vergleichbar

„ Unsere Studie zeigt, dass interstellarer Staub, der durch die Querung der Radcliffe-Welle auf die Erde gelangte, eine Rolle bei der Änderung des Klimas gespielt haben könnte. Um eine solche Klimabeeinflussung zu erzeugen, müsste die Menge an extraterrestrischem Staub auf der Erde jedoch entscheidend größer sein, als die bisherigen Daten vermuten lassen“, erläutert Maconi.

Es sei wichtig festzuhalten, dass dieser vergangene Klimaübergang und der aktuelle Klimawandel nicht vergleichbar sind. Denn der Klimawandel im mittleren Miozän hätte sich über einen Zeitraum von mehreren Hunderttausend Jahren vollzogen, während „die aktuelle Erderwärmung durch menschliche Aktivitäten in nur wenigen Jahrzehnten dramatische Veränderungen verursacht“.