
Die Erde ist noch jung, als ein marsgroßer Himmelskörper namens Theia an ihr vorbeifliegt, sie streift. Durch die Kollision lösen sich auf beiden Seiten Gesteinsbrocken. Die werden zunächst ins All geschleudert, verdichten sich dann aber in einer nahen Erdumlaufbahn zu einem Ring und schließlich zu einer Kugel.
Milliarden Jahre später nennt die Menschheit den damals neu entstandenen Planeten Mond – zumindest wenn es nach der sogenannten Kollisionstheorie geht, mit der Wissenschaftler:innen die Entstehung des Erdmondes heute skizzieren.
Wie dieser Crash zwischen der Erde und Theia wohl ausgesehen haben könnte, haben Forschende der Universität Durham und der Raumfahrtbehörde Nasa jetzt mithilfe neuer Simulationen veranschaulicht. Die zeigen, dass der Mond durch verschiedene Dynamiken sogar direkt nach dem Aufprall der beiden Planeten entstanden sein könnte.
Simulation am Supercomputer: So skizzieren Forschende die Entstehung des Mondes
Um möglichst detaillierte Simulationen zu erzeugen, nutzten die Wissenschaftler:innen am Institute for Computational Cosmology die „Cosmology Machine“ Cosma, die auf den Supercomputer-Ressourcen der sogenannten DiRAC-Einrichtung (Distributed Research using Advanced Computing) basiert.
Auf Softwareseite setzten die Forschenden auf den Open-Source-Code Swift. Mit Swift lassen sich physikalische Kräfte simulieren, die auf Materie im All einwirken – also zum Beispiel Schwerkraft und Hydrodynamik.
Die neuen Simulationen legen durch ihre Genauigkeit unter anderem nahe, dass sich der Mond direkt nach dem Aufprall zwischen Erde und Himmelskörper gebildet haben könnte. Dieses Szenario könnte neue Erklärungen für bisher bestehende Fragen bieten und eröffnet zum Beispiel „neue Möglichkeiten für die anfängliche Mondumlaufbahn und die inneren Eigenschaften des Mondes“, heißt es in einem Blogbeitrag der Universität Durham.
„Wir haben dieses Projekt in Angriff genommen, ohne genau zu wissen, was die Ergebnisse dieser hochauflösenden Simulationen sein würden. Abgesehen von der Tatsache, dass Standardauflösungen falsche Antworten liefern können, war es besonders aufregend, dass die neuen Ergebnisse einen verlockend mondähnlichen Satelliten in der Umlaufbahn enthalten könnten”, erklärt Studienleiter Jacob Kegerreis in einem weiteren Artikel. Die genauen Erkenntnisse hat das Forschungsteam im The Astrophysics Journal Letters veröffentlicht.
Wie ist der Mond entstanden?
In der Vergangenheit gab es zahlreiche Theorien, wie der Mond wohl entstanden ist. Laut der „Geschwistertheorie“ könnten Erde und Mond einfach nebeneinander und ungefähr zeitgleich entstanden sein. Die „Einfangtheorie“ geht davon aus, dass sich der Mond zunächst abseits der Erde gebildet hat, dann aber bei einer Begegnung von ihrer Anziehungskraft gebunden wurde.
Und in der „Abspaltungstheorie“ ist der Mond eine Art Tropfen, der sich aus einer schnell rotierenden, zähflüssigen Urerde gebildet hat. Mittlerweile wird die Kollisionstheorie in Wissenschaftskreisen aber als die plausibelste Erklärung betrachtet, weil sie beispielsweise auch durch Analysen von Mond- und Erdgestein nicht entkräftet, sondern unterstützt wird.