Wir sehen sie jeden Tag am Himmel, wissen aber nicht genau, woher sie kommt. Unser Mond könnte sich nicht in vielen Monaten oder Jahren, sondern in wenigen Stunden gebildet haben. Das haben Astronomen des Ames Research Centre der NASA im Silicon Valley und Wissenschaftler der Universität Durham kürzlich herausgefunden. Das Szenario wurde von einem Supercomputer im Rahmen von Forschungsarbeiten unter der Leitung des Astronomen Jacob Kegerreis simuliert.
Dank der ähnlichen Zusammensetzung von Mond und Erde wissen wir, dass der Mond wahrscheinlich entstanden ist, nachdem ein Objekt von der Größe des Planeten Mars vor 4,5 Milliarden Jahren auf die Erde gestürzt ist. Der Einschlag schleuderte das Material in die Umlaufbahn, aus dem später unser Mond wurde. Ist es da ein Wunder, dass es nur ein paar Stunden gedauert hat?
Wir waren überrascht. So haben wir zum Beispiel herausgefunden, dass der Mond die Erde möglicherweise auf eine ganz andere Weise umkreist hat und eine ganz andere Zusammensetzung hatte, als wir bisher angenommen hatten. Aber wir können noch nicht mit Sicherheit sagen, ob der Einschlag genau so aussah, wie wir ihn simuliert haben. Aber wir können jetzt viele Möglichkeiten erforschen, die zuvor unwahrscheinlich erschienen.
Es wird in die Erde eingespeist
Lassen Sie uns nun gemeinsam Ihre Simulation durchführen, die etwa tausendmal empfindlicher ist als die meisten bisherigen Modelle. Auf Anhieb sehen wir diese beiden kugelförmigen Körper…
Das ist noch nicht die Erde im heutigen Sinne, wir nennen das Objekt „Proto-Erde“. Beim Aufprall vermischt sich die Zusammensetzung mit dem kleineren Körper, wodurch die Erde auf ihre heutige Größe anwächst.
Wir sehen den Moment kurz vor der Kollision, können Sie beschreiben, was da passiert?
Die Körper nähern sich mit neun Kilometern pro Sekunde. Sie prallen aufeinander, gefolgt von gewaltigen Druckwellen, die sich über den Planeten ausbreiten. In der 3D-Simulation können Sie sehen, wie dramatisch Weltraumkollisionen sind. Sie waren in der Frühzeit des Sonnensystems weit verbreitet. Dieser Moment ist wie eine Schleuder, nach dem Aufprall kommt der größte Teil des ausgestoßenen Materials zurück zur Erde. Ein kleinerer Teil wird jedoch weit in die Umlaufbahn geschleudert. So kann der neue Satellit lange zusammenbleiben und einen Mond bilden.
Ein Tag
Und das alles sollte an nur einem Tag geschehen?
Ja, genau. Es würde nur ein paar Dutzend Stunden dauern, was für astronomische Verhältnisse eine sehr kurze Zeit ist.
Ein Supercomputer besteht aus Hunderten bis Tausenden von kleineren Computern, die zu einem einzigen zusammengefasst sind. Die Berechnungen, die für Simulationen wie die soeben gezeigte erforderlich sind, könnten mit Bleistift und Papier durchgeführt werden, aber das würde sehr lange dauern. Es gab Hunderte von Szenarien, die wir auf einmal testen konnten. Einzeln hätte jede Simulation bis zu drei Monate gedauert.
Theorie und Geheimnis
Ihre neue Forschung könnte dazu beitragen, einige Rätsel über die Zusammensetzung, aber auch über die Umlaufbahn des Mondes um die Erde zu erklären. Tatsächlich ist seine Flugbahn noch stärker geneigt, als es wahrscheinlich der Fall gewesen wäre, wenn sich der Mond allmählich aus einer Staubscheibe um die Erde gebildet hätte.
Die Erklärung der Neigung der Mondumlaufbahn ist äußerst schwierig. Es gibt mehrere Theorien, aber bisher wussten wir nicht, dass der Mond von Anfang an eine geneigte Umlaufbahn gehabt haben könnte, was auf elegante Weise erklären könnte, was wir heute beobachten.
Sie sind jetzt im Silicon Valley und arbeiten an NASA-Projekten. Das Programm Artemis könnte zusammen mit anderen Forschungsarbeiten dazu beitragen, Ihre Theorie zu widerlegen oder zu bestätigen. Glauben Sie, dass das Wissen über kosmische Kollisionen auch zur Beantwortung wichtiger Fragen über unsere eigene Existenz beitragen kann?
Das ist eine gute Frage. Neben großen Kollisionen wie der, die zur Entstehung des Mondes führte, durchqueren auch heute noch viele Asteroiden die Atmosphäre. Es ist möglich, dass diese kleineren Kollisionen die Bedingungen für die Entstehung von Leben auf der Erde geschaffen haben. Wir wissen noch nicht genug, aber die Erforschung von Weltraumkollisionen ist ein Teil eines komplizierten Puzzles, das erklären könnte, woher wir kommen.