Forscher enthüllen: Unser Mond entstand in Rekordzeit!

In der Wissenschaft herrscht seit langem Einigkeit darüber, dass der Mond seine Existenz einem unvorstellbar heftigen Zusammenstoß im frühen Sonnensystem verdankt. Vor rund 4,5 Milliarden Jahren traf ein Himmelskörper namens Theia, der in etwa die Größe des Mars aufwies, auf die noch sehr junge und instabile Erde. Aus den Trümmern dieses gigantischen Aufpralls formte sich schließlich unser heutiger Erdtrabant. Doch wie genau dieser Prozess ablief, darüber existieren in der Fachwelt verschiedene Theorien und Computermodelle. Ein entscheidender Aspekt blieb dabei in allen Berechnungen stets unberücksichtigt: die tatsächliche Temperatur der beteiligten Himmelskörper zum Zeitpunkt des Aufpralls.

Gemeinsam mit Kollegen der University of Arizona hat ein Forschungsteam vom Southwest Research Institute (SwRI) in San Antonio diese fundamentale Wissenslücke nun geschlossen. Die detaillierte Beschaffenheit des einschlagenden Protoplaneten Theia rückte dabei ganz neu in den Fokus der Wissenschaftler. "Seine bereits vorhandene Geologie spielt eine Rolle", erläutert die leitende Forscherin Dr. Adeene Denton vom SwRI in einer offiziellen Pressemitteilung. Die Ergebnisse der Arbeit wurden im angesehenen Fachjournal The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.

Frühere Untersuchungen zum großen Einschlag, der den Mond hervorbrachte, ließen das Material beider Himmelskörper weitgehend außer Acht. Die gängige Annahme in der Astrophysik lautete, dass bei derart hochenergetischen Ereignissen die geologischen Feinstrukturen keine Rolle spielen würden, da ohnehin alles pulverisiert oder geschmolzen wird. "Ob das für den Mond relevant sein würde, wussten wir nicht genau. Als wir die Simulationen durchführten, stellten wir fest, dass es tatsächlich eine ziemlich große Rolle spielt", berichtet Denton über den überraschenden Aha-Effekt während der Forschungsarbeit.

Der physikalische Hintergrund hinter dieser Entdeckung ist so logisch wie weitreichend: Gestein verliert bei extrem hohen Temperaturen massiv an Festigkeit. Es wird weicher, verformt sich unter Druck leichter und schmilzt teilweise komplett. Heiße Himmelskörper werden bei einem kosmischen Einschlag deshalb völlig anders zerlegt und im All verteilt als kühlere, festere Körper. Variierten die Forscher in ihren neuen Simulationen die Temperaturen der kollidierenden Himmelskörper, veränderte sich das simulierte Ergebnis dramatisch.

Die Temperatur-Unterschiede führten in den Simulationen der Astrophysiker zu zwei völlig unterschiedlichen Entstehungs-Szenarien für unseren Himmelsbegleiter:

Da Protoplaneten zu Beginn ihrer Existenz extrem heiß sind und im Laufe der Jahrmillionen langsam abkühlen, ist der genaue Zeitpunkt der Kollision entscheidend für das Verständnis der Mondentstehung. Je nachdem, in welcher Abkühlungsphase sich die Erde und Theia vor dem Zusammenstoß befanden, verhielten sich die Trümmerteile völlig anders. Die Entstehung unseres treuen Begleiters im All war somit möglicherweise kein langwieriger Prozess, sondern ein kosmisches Blitz-Ereignis im Ur-Sonnensystem.