Mi, 15. August 2018

Material verdichtet

18.10.2012 16:08

Monde von Erde und Saturn entstanden durch Kollisionen

Zahlreiche Monde, die um Planeten in unserem Sonnensystem kreisen, sind offenbar durch apokalyptische Kollisionen entstanden. Dies legen mehrere neue Studien von Forschern aus der Schweiz und den USA nahe. Bei der Entstehung unseres Sonnensystems soll es zugegangen sein wie auf einer "gigantischen Bowlingbahn": Umherfliegende Himmelskörper krachten in die Planeten oder ineinander, das abgesplitterte Material wurde in Umlaufbahnen geschleudert und verdichtete sich zu Trabanten. Auch "unser" Mond soll einst Teil der Erde gewesen und auf diese Art entstanden sein.

"Diese Satelliten-Kollisionen sind Prozesse, die nicht sehr gut verstanden sind", so Andreas Reufer von der Universität Bern in einer Mitteilung zu seiner Studie. "Die Computermodellierung eröffnet neue Möglichkeiten, um die Planeten-Entstehung zu verstehen." Ein solches Szenario hat Reufer zusammen mit Erik Asphaug von der University of California (UCSC) in Santa Cruz für die ungewöhnlichen, mittelgroßen Eismonde des Saturn modelliert.

Demnach wuchs der riesige Saturnmond Titan durch etliche gewaltige Kollisionen auf seine erstaunliche Größe, die 50 Prozent größer ist als die unseres Mondes. "Jeder Einschlag kombinierte die Massen der kollidierenden Körper und setzte zugleich eine Familie von mittelgroßen Monden frei", wird Asphaug zitiert.

Saturnmonde ähnlich entstanden wie Planeten
Ihr Computermodell legt nahe, dass Saturn seine Satelliten auf ähnliche Weise erhalten hat wie die Sonne ihre Planeten: Bei den Kollisionen könnten eisreiche Spiralarme entstanden sein, die sich durch die Gravitation zu Eisklumpen verdichteten, welche in Größe und Zusammensetzung dem halben Dutzend mittelgroßer Saturnmonde gleichen, schreibt die UCSC. Die Forscher wollen ihre Ergebnisse demnächst im Fachblatt "Icarus" publizieren.

Mond von der Erde abgesplittert
Auch unser Erdenmond stammt wohl aus so einer gewaltigen galaktischen Kollision. Forschende der Universität Harvard haben ebenfalls mit einem Computermodell die Theorie aufgestellt, dass der Mond einst Teil der Erde war und nach einer Kollision abgesplittert wurde, wie sie in der aktuellen Ausgabe Fachblattes "Science" berichten.

Rätsel um "Mond-Erde-Verwandtschaft" gelüftet
Damit sei endlich das Rätsel gelöst, warum sich die Erde und der Mond in Zusammensetzung und Chemie so stark glichen, so Matija Cuk und Sarah Stewart. Ihrem Modell zufolge rotierte die Erde vor dem Einschlag viel schneller als heute, ein Tag dauerte nur zwei oder drei Stunden. Bei so einer schnellen Rotation könnte ein Einschlag laut Cuk und Stewart genug Erdmaterial weggeschleudert haben, um den Mond zu bilden. Ihrer Theorie zufolge bremste die wechselwirkende Schwerkraft der Himmelskörper die Erde danach auf ihre heutige Geschwindigkeit ab.

Die Resultate würden, so die Forscher, endgültig die Theorie widerlegen, dass der Mond aus dem Material eines marsgroßen Planeten besteht, der vor 4,5 Milliarden Jahren in die Erde gekracht ist. Dies war die Idee, die der "Giant Impact"-Theorie ab den 1980er-Jahren Vorschub leistete. Doch sie passt nicht zu späteren Gesteinsanalysen, die eine ähnliche Zusammensetzung von Erde und Mond aufzeigten. Erst mit heutigen Methoden konnte dieser Widerspruch gelöst werden.

Weitere US-Studie unterstützt Theorie
Unterstützung erhalten die neuen Theorien zur Mondentstehung von einer weiteren Studie, die am Donnerstag im Fachblatt "Nature" vorgestellt wurde. Darin berichten US-Astronomen, dass im Mondgestein, das die Apollo-Missionen mitgebracht hatten, sowie in Mondmeteoriten viel zu wenig des flüchtigen Elements Zink vorkomme.

Die Analysen mit modernsten Massenspektrometern legen laut den Forschern nahe, dass das Zink im planetaren Maßstab verdampft sein muss. Nur ein "gewaltiges Schmelzereignis" könnte genug Hitze dafür liefern, schreiben die Autoren. Und dafür könnte eine gigantische planetare Kollision verantwortlich gewesen sein.

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