Es wird angenommen, dass sich der Erdmond bildete, als ein marsgroßes Objekt namens Theia vor mehr als 4,4 Milliarden Jahren in die Proto-Erde einschlug und Material heraussprengte, das später zu einem großen Satelliten zusammenwuchs, wie in dieser künstlerischen Illustration dargestellt.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
Als die Erde und unser Mond noch viel näher beieinander waren als heute, könnte das Duo winzige Begleiter gehabt haben, oder eine Scheibe, die sich in Umlaufbahnen um die Pole des Paares drehte, so eine neue Studie.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ähnliche Mondsplitter entfernte Exoplaneten und deren Monde umkreisen könnten, so die Forscher.
Gegenwärtig umkreist der Mond die Erde in einer Entfernung von etwa 384.600 Kilometern (239.000 Meilen), was etwa dem 30-fachen Erddurchmesser entspricht. Es wird jedoch erwartet, dass sich Mond und Erde im Laufe der Zeit immer weiter voneinander entfernen, und zwar mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,8 Zentimetern pro Jahr, was in etwa der Geschwindigkeit entspricht, mit der Fingernägel wachsen, so die NASA.
Doch der Mond war der Erde einst viel näher. Der Mond bildete sich vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, wahrscheinlich als Folge einer gigantischen Kollision zwischen einem marsgroßen Gestein und der neugeborenen Erde. Der Mond entstand aus den Trümmern des katastrophalen Aufpralls in einer Entfernung von etwa 19.135 km (11.890 Meilen), was etwa dem 1,5-fachen Erddurchmesser entspricht, erklären die Forscher.
Auch andere Veränderungen der Mondbahn im Laufe der Zeit geben Rätsel über die Entstehung des Mondes auf. Derzeit ist die Umlaufbahn des Mondes um die Erde um etwa 5 Grad gegenüber der Umlaufbahn unseres Planeten um die Sonne geneigt. Frühere Forschungen deuten jedoch darauf hin, dass bei der Geburt des Mondes seine Umlaufbahn um mindestens 10 Grad geneigt war. Vieles bleibt unklar, warum der Mond bei seiner Entstehung so geneigt war, da die Forscher erwarten würden, dass sich der Körper in einer Linie mit der Erdbahn um die Sonne bildet, so die Wissenschaftler.
In der neuen Studie untersuchten die Forscher, wie die Anziehungskraft der Trümmer des Einschlags, der den Mond geformt hat, dazu beitragen könnte, die Veränderungen der Mondbahn im Laufe der Zeit zu erklären.
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„Während der frühen Entstehungsphasen des Sonnensystems gab es viel mehr kleinere Körper und Trümmer als heute“, sagte Studienmitautor Stephen Lepp, Astrophysiker an der University of Nevada, Las Vegas, gegenüber kosmischeweiten.de.
Ein Großteil der Trümmer aus der Entstehungszeit des Mondes ist wahrscheinlich mit dem Mond oder der Erde kollidiert oder wurde von beiden weggeschleudert. Ein Teil der Trümmer könnte jedoch auch in sogenannten zirkumbinären Bahnen um Erde und Mond kreisen.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das Erde-Mond-System einst einen Begleiter oder eine Scheibe in einer polaren Umlaufbahn um sich selbst gepflegt haben könnte – eine, die um die Pole der Erde und des Mondes kreiste, anstatt um ihre Äquatoren. Obwohl es heute keine stabilen polaren Umlaufbahnen um Erde und Mond gibt, entdeckten sie, dass solche Bahnen unmittelbar vor der Entstehung des Mondes stabil waren, bis der Abstand zwischen Erde und Mond etwa das 7,5-fache des Erddurchmessers betrug.
„Die meisten Arbeiten über die Dynamik von Umlaufbahnen um das Erde-Mond-System haben sich auf die derzeitige Bahnkonfiguration konzentriert“, sagte Studienkoautorin Rebecca Martin, Astrophysikerin an der University of Nevada, Las Vegas, gegenüber kosmischeweiten.de. „Als wir feststellten, dass die aktuelle Konfiguration keine polaren Umlaufbahnen unterstützt, beschlossen wir, frühere Zeiten zu betrachten, als der Abstand zwischen Erde und Mond viel kleiner war.“
Ein Begleitmond oder eine Scheibe in einer polaren Umlaufbahn um den Mond und die Erde in früheren Zeiten könnte die Entwicklung der Mond-Erde-Umlaufbahn maßgeblich beeinflusst haben. Dies könnte wiederum dazu beitragen, rätselhafte Aspekte der heutigen Eigenschaften des Mondes zu erklären, auch wenn dieses polare Material heute verschwunden sein sollte, so die Forscher.
„Es mag zwar schwierig sein, zu beweisen, ob es polumlaufendes Material um das Erde-Mond-System gab, aber es eröffnet die Möglichkeit der Bildung von langzeitstabilen polaren Monden in exoplanetaren Systemen“, sagte Lepp. „Polar umlaufende Monde könnten die Dynamik des Exoplaneten-Mond-Systems verändern und damit möglicherweise beobachtbare Konsequenzen haben.“
Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse in einer Studie beschrieben, die zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal angenommen wurde.
