Kabooooom!

18. Oktober 2012 22:52; Akt: 18.10.2012 23:44 Print

Gigantische Crashs im Weltall schufen die Monde

Mit aufwändigen Computermodellen haben Forscher neue Ansätze geliefert, wie die Monde von Erde und Saturn entstanden sein könnten. Demzufolge ging es im Weltall früher zu wie auf einer Bowlingbahn.

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Visualisierung einer Kollision von zwei Himmelskörpern, wie sie bei der Entstehung des Sonnensystems zur Bildung von Monden geführt haben könnte. (Bild: NASA/JPL-Caltech)

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Zahlreiche Monde, die um Planeten in unserem Sonnensystem kreisen, sind offenbar das Produkt apokalyptischer Kollisionen, wie mehrere neue Studien von Schweizer und US-Forschern aufzeigen. Demnach krachten bei der Entstehung unseres Sonnensystems immer wieder umherfliegende Himmelskörper in die Planeten oder ineinander. Das abgesplitterte Material wurde in Umlaufbahnen geschleudert und verdichtete sich zu Trabanten.

«Diese Satelliten-Kollisionen sind Prozesse, die nicht sehr gut verstanden sind», sagt 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 nun zusammen mit Erik Asphaug von der University of California in Santa Cruz (UCSC) für die ungewöhnlichen, mittelgrossen Eis-Monde des Saturns modelliert. Sie veröffentlichen die Arbeit demnächst im Fachblatt «Icarus».

Demnach wuchs der riesige Saturn-Mond 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 in einer Mitteilung der UCSC zitiert.

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 Saturn-Monde gleichen, schreibt die UCSC.

Mond war Teil der Erde

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 am Freitag im Fachblatt «Science» berichten.

Damit sei endlich das Rätsel gelöst, warum sich die Erde und der Mond in Zusammensetzung und Chemie so stark glichen, schreiben Matija Cuk und Sarah Stewart. Ihrem Modell zufolge rotierte die Erde vor dem Einschlag viel schneller als heute, und 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 widerlegen laut «Science» endgültig die Theorie, 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.

Einschlag verdampfte Elemente auf Mond

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 vorkommt.

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.

(sda)