Es wird traditionell angenommen, dass der Mond aus den Trümmern zusammengewachsen ist, die durch einen riesigen Einschlag auf die frühe Erde ausgeworfen wurden. Wissenschaftler haben Jahrzehnte damit verbracht, ohne eine klare Lösung herauszufinden, wie genau diese Formation stattgefunden hat.
Eine neue Simulation stellt eine andere Theorie auf – die Mond könnte sich innerhalb weniger Stunden sofort gebildet haben, als das Material der Erde und Theias nach dem Aufprall direkt in die Umlaufbahn geschleudert wurde.
Jacob Kegerreis, Postdoktorand am Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley, sagte: „Das eröffnet eine ganze Reihe neuer möglicher Ausgangspunkte für die Entwicklung des Mondes. Wir gingen in dieses Projekt, ohne genau zu wissen, was die Ergebnisse dieser hochauflösenden Simulationen sein würden. Zusätzlich zu dem großen Augenöffner, dass Standardauflösungen Ihnen irreführende Antworten geben können, war es besonders aufregend, dass die neuen Ergebnisse einen verlockend mondähnlichen Satelliten im Orbit enthalten könnten.“
Die in dieser Studie verwendeten Simulationen gehören zu den detailliertesten ihrer Art und arbeiten mit der höchsten Auflösung aller zur Untersuchung durchgeführten Simulationen Die Entstehung des Mondes oder andere gigantische Einschläge. Der Zugang zu mehr Rechenleistung ermöglichte es den Forschern, neue Verhaltensweisen auf eine Weise entstehen zu sehen, die frühere Studien einfach nicht konnten.
Es ist weniger wahrscheinlich, dass wir solch hohe Parallelen in früheren Szenarien beobachten würden, in denen Theia in die Umlaufbahn geblasen und nur mit einer geringen Menge an Material von der Erde vermischt wurde, es sei denn, Theia war der Erde ebenfalls isotopisch ähnlich, ein ungewöhnlicher Zufall. Nach dieser Hypothese wurde der Mond hauptsächlich aus Erdmaterial gebildet, was erklären könnte, warum seine äußeren Schichten mit denen der Erde vergleichbar sind.
Andere Theorien wurden vorgeschlagen, um diese Ähnlichkeiten in der Zusammensetzung zu erklären, wie das Synestia-Modell – bei dem der Mond in einem Wirbel aus verdampftem Gestein durch die Kollision entsteht – aber diese haben wohl Schwierigkeiten, die aktuelle Umlaufbahn des Mondes zu erklären.
Diese einstufige, schnellere Formationshypothese liefert eine klarere und elegantere Antwort auf beide offenen Fragen. Es könnte auch neue Ansätze bieten, um andere Rätsel zu lösen, die noch nicht gelöst wurden. Eine der faszinierenderen Theorien für die Entstehung des Mondes ist diese, die den Mond in eine weite Umlaufbahn mit einem nicht geschmolzenen Inneren bringen könnte, wodurch Merkmale wie die geneigte Umlaufbahn des Mondes und die dünne Kruste erklärt werden.
Die Analyse bevorstehender Mondproben, die die zukünftigen Artemis-Missionen der NASA zur Untersuchung zur Erde zurückbringen werden, wird uns helfen, festzustellen, welche dieser Möglichkeiten zutrifft. Wissenschaftler werden in der Lage sein zu beurteilen, wie reale Daten diesen simulierten Szenarien entsprechen und was sie über die Veränderungen des Mondes in seiner Milliarden Jahre alten Geschichte verraten, wenn sie Zugang zu Proben aus anderen Regionen des Mondes und tiefer unter ihm erhalten auftauchen.
Vincent Eke, Forscher an der Durham University und Co-Autor der Veröffentlichung, sagte, „Je mehr wir darüber erfahren, wie der Mond entstanden ist, desto mehr entdecken wir die Entwicklung unserer eigenen Erde. Ihre Geschichten sind miteinander verflochten – und könnten sich in den Geschichten anderer Planeten widerspiegeln, die durch ähnliche oder sehr unterschiedliche Kollisionen verändert wurden.“
Diese Forschung ist eine Gemeinschaftsarbeit zwischen Ames und der Durham University, unterstützt von der Planetary Giant Impact Research Group des Institute for Computational Cosmology. Die verwendeten Simulationen wurden unter Verwendung des Open-Source-Codes SWIFT (SPH with Inter-Dependent Fine-grained Tasking) ausgeführt, der auf dem speicherintensiven Dienst („COSMA“) von DiRAC (Distributed Research Utilizing Advanced Computing) ausgeführt wurde, der von der Durham University gehostet wird Namen der DiRAC High-Performance Computing Facility.
Journal Referenz:
- JA Kegerreis et al. Unmittelbarer Ursprung des Mondes als Post-Impact-Satellit. Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d96
