Größere Gesteinsplaneten haben mit größerer Wahrscheinlichkeit einen großen Mond am Himmel.(Bildnachweis: University of Rochester photo illustration by Michael Osadciw featuring Unsplash photography from Brad Fickeisen, Jaanus Jagomagi, and Engin Akyurt)
Neue Simulationen, die beschreiben, wie Monde, einschließlich des Erdmondes, entstanden sind, deuten stark darauf hin, dass Exomonde eher in der Nähe von felsigen Exoplaneten zu finden sind.
Es wird angenommen, dass unser Mond entstand, als ein marsgroßes Planetesimal namens Theia auf die Erde stürzte, eine riesige Wunde in unseren Planeten riss und seine gesamte Oberfläche zum Schmelzen brachte. Es wird angenommen, dass der Mond dann aus Trümmern entstand, die sich in einem Ring um unseren Planeten niederließen.
Das sind die allgemein akzeptierten Details, aber die Einzelheiten sind immer noch heiß umstritten. Der Winkel und die Geschwindigkeit, mit der Theia auf der Erde aufschlug, könnten das Szenario zum Beispiel erheblich verändern. Ein energiereicherer Einschlag würde zu einer mondbildenden Scheibe führen, die von Dampf dominiert wird, während ein weniger energiereicher Einschlag eine Scheibe mit silikatischem Gestein zur Folge hätte. Je nachdem, was der Fall ist, hätte dies große Auswirkungen darauf, ob sich um einen bestimmten Planeten überhaupt Monde bilden können, so neue Forschungsergebnisse, die die Folgen einer so genannten „Strömungsinstabilität“ untersuchen.
Bevor Sie fragen: Nein, Streaming-Instabilität hat nichts damit zu tun, dass eine Sendung auf Ihrem Lieblings-Streaming-Kanal anfängt zu puffern. Vielmehr beschreibt eine Streaming-Instabilität, wie sich kleine Partikel in einer dampfreichen Scheibe um einen Planeten zu Konzentrationen zusammenballen können, die schnell Mondsplitter mit einer Größe von 10 Yards (100 Metern) bis 62 Meilen (100 Kilometern) bilden.
Strömungsinstabilitäten sind daher in Modellen der Planetenentstehung wichtig, aber in Simulationen, die von einem Team unter der Leitung von Miki Nakajima von der University of Rochester durchgeführt wurden, könnten sie eine schlechte Nachricht für das Überleben von Monden sein. Den Berechnungen des Teams zufolge sind die Mondsplitter, die durch Strömungsinstabilitäten entstehen, nicht groß genug, um sich in einer Scheibe um einen Planeten zu halten, und beginnen, durch Reibung mit Dampf in der Region einen Widerstand zu spüren. Dieser Luftwiderstand verlangsamt ihre Umlaufgeschwindigkeit und verringert die Größe ihrer Umlaufbahn, bis sie mit ihrem Mutterplaneten zusammenstoßen.
Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine dampfreiche Scheibe keinen natürlichen Satelliten von der Größe unseres Mondes bilden kann, der 3.475 Kilometer breit ist. Stattdessen ist es wahrscheinlicher, dass die verschiedenen Modelle, die eine silikatreichere, dampfarme Scheibe voller Kieselsteine und Gesteinsbrocken beschreiben, die durch einen „sanfteren“ Einschlag ausgeworfen wurden, zur Bildung eines großen Mondes führen.
Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter
Dies führt zu einer Vorhersage darüber, wo wir Exomonen finden könnten.
Kollisionen, an denen sehr große Supererden oder Mini-Neptune beteiligt sind, wären aufgrund des stärkeren Gravitationsfeldes dieser Welten wahrscheinlich energiereicher. Bei Planeten, die weniger als 1,6-mal so groß sind wie die Erde, ist die Wahrscheinlichkeit einer weniger energiereichen Kollision dagegen größer.
„Relativ kleine Planeten von der Größe der Erde sind schwieriger zu beobachten, und sie standen bisher nicht im Mittelpunkt der Suche nach Monden“, so Nakajima in einer Erklärung. „Wir sagen jedoch voraus, dass diese Planeten tatsächlich bessere Kandidaten für Monde sind.
Bislang wurden keine Exomonde definitiv gefunden. Es gibt zwar einige Kandidaten, aber diese sind heiß umstritten und dehnen die Definition von „Mond“ wirklich aus. Es handelt sich eher um Doppelplaneten, z. B. einen Gasriesen, der größer als Jupiter ist und einen „Satelliten“ von der Größe des Neptun als Partner hat. Letzterer wäre in diesem Fall der „Mond“.
Es sollte auch gesagt werden, dass die großen Monde der Gas- und Eisriesen in unserem Sonnensystem – nämlich von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – aus Objekten wie riesigen Kometen entstanden sind, die den jeweiligen Planeten zu nahe kamen und durch die Schwerkraft dieser Planeten auseinandergerissen wurden, bevor sie sich zu einer Vielzahl kleinerer Objekte wieder zusammensetzten. Monde in der Umgebung von Gasriesen können nicht durch Einschläge entstehen, denn wie wir 1994 beim Einschlag der Fragmente des Kometen Shoemaker-Levy 9 in den Jupiter gesehen haben, würden alle Einschläge von der Gaswelt einfach verschluckt werden.
Obwohl Monde für das Leben nicht notwendig sind, hat unser Mond zweifelsohne einen Einfluss auf das Leben auf der Erde. Seine Anwesenheit stabilisiert unsere Achsenneigung und damit unser Klima, während die von ihm erzeugten Gezeiten dazu beigetragen haben könnten, ein Umfeld für die Entstehung des Lebens zu schaffen, das nach einigen Theorien in Gezeitentümpeln entstanden ist.
Die Ergebnisse wurden am 17. Juni im Planetary Science Journal veröffentlicht.
