Ein nicht alltäglicher Mond

Nach der zur Zeit gängigsten Theorie entstand er durch eine Kollision eines marsgroßen Objektes mit der Proto-Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Große Teile des Erdmantels und des Einschlagskörpers wurden herausgerissen, verdampften durch die Einschlagsenergie und sammelten sich als Wolke um die Erde. Bald danach verklumpte das Material zu unserem Mond, der uns zunächst in nur 20.000 Kilometern Entfernung umkreiste.

Ein Beitrag von Eric Honstrass. Quelle: NASA.

Beim nächsten bewundernden oder auch romantisch verklärten Blick auf unseren Trabanten sollten Sie nicht vergessen, was für ein Glück wir doch haben. Denn neueste Beobachtungen mit Hilfe des NASA-Teleskops Spitzer legen nahe, dass ein Mond mit einer Entstehungsgeschichte wie bei unserem Begleiter etwas Ungewöhnliches im Universum ist und nur bei etwa fünf bis zehn Prozent der Planetensysteme existiert.

„Entsteht ein Mond aus einer so gewaltigen Kollision, sollte der Staub überall hin verteilt werden“, erklärt Nadva Gorlova von der Universität Florida, führende Autorin einer neuen Studie, die am 20. November im Astrophysical Journal erschien. „Gäbe es dort viele Monde in ihrer Entstehung, hätten wir um die Sterne herum Staub sehen können – haben wir aber nicht.“

Sich die Erde ohne Mond vorzustellen, ist nicht einfach. Seit Langem schon ist die vertraute, weiße Kugel ein Objekt der Kunst, der Mythologie und auch der Poesie. Wölfe heulen ihn an und bislang zwölf Menschen hinterließen Fußspuren in seinem Boden. Dank seines gravitativen Einflusses auf die Gezeiten der Erde, hat sich möglicherweise das Leben aus den Ozeanen auf das Land weiterentwickelt.

Wissenschaftler mutmaßen, dass der Mond etwa 30 bis 50 Millionen Jahre nach der Entstehung der Sonne geboren wurde. Diese Geburt war ausgesprochen spektakulär: Ein Körper mit der ungefähren Größe des Planeten Mars stieß wohl mit dem Vorläufer der Erde zusammen und riss große Teile des Erdmantels und des Einschlagskörpers heraus. Trümmer und verdampfte Teile der beiden Körper gelangten in den Erdorbit und formten sich zu unserem Trabanten. Die anderen Monde in unserem Sonnensystem bildeten sich entweder zeitgleich mit ihren Planeten oder aber wurden durch die Schwerkraft der Planeten eingefangen.

Gorlova und ihre Kollegen suchten nach Anzeichen von Staub bei etwa 400 Sternen, die rund 30 Millionen Jahre alt sind. Grob betrachtet in genau dem Alter, in dem unser Mond entstand. Sie fanden heraus, dass nur ein einziger der 400 Sterne in eine derartige verräterische Staubscheibe eingebettet ist. Berücksichtigt man einerseits die Dauer, die eine solche Staubscheibe existiert und andererseits auch die Zeitspanne, innerhalb derer Kollisionen entstehen können, aus denen sich ein Mond formen kann, errechnet sich eine Wahrscheinlichkeit von fünf bis zehn Prozent für einen Mond wie den unsrigen in einem fremden Sternensystem.

„Ob sich aus der einen beobachteten Kollision wirklich ein Mond bilden wird, wissen wir nicht – daher können wirklich mondbildende Ereignisse noch seltener sein, als unsere Berechnungen zeigen“, erklärt George Rieke, einer der Co-Autoren der Studie.

Zudem zeigen die Beobachtungen, dass sich die Prozesse der Planetenentstehung 30 Millionen Jahre nach der Sterngeburt merklich beruhigen. Wie unser Mond bilden sich auch Gesteinsplaneten durch chaotische Kollisionen, die überall Staub verteilen. Gegenwärtig nimmt man an, dass dieser Prozess etwa vierzig Millionen Jahre währt und ungefähr zehn Millionen Jahre nach der Sternentstehung beginnt. Die Tatsache, dass Gorlova und ihr Team lediglich bei einem von vierhundert Sternen Anzeichen von Kollisionsstaub fanden, deutet darauf hin, dass die dreißig Millionen Jahre alten Sterne – zumindest größtenteils – ihre Planetenentstehung bereits abgeschlossen haben.

“Die Beobachtungen junger Sterne, um die Staub wirbelt, dauern nun schon über zwanzig Jahre an“, sagt Gorlova, “aber diese Sterne sind so jung, dass der Staub noch aus der Zeit der Planetenentstehung stammen könnte. Der von uns gefundene Stern ist älter, nämlich in dem Alter in dem unsere Sonne den Prozess der Planetenbildung bereits abgeschlossen hatte und das System Erde-Mond gerade aus einer Kollision heraus entstand.“

Doch Mondliebhaber seien getröstet: Monde entstehen auf verschiedene Weisen. Selbst wenn die Mehrheit der Gesteinsplaneten keinen Mond wie die Erde hat, so vermuten Astronomen dennoch, dass es Milliarden von Gesteinsplaneten irgendwo dort draußen gibt. Und fünf bis zehn Prozent von Milliarden sind immer noch eine beachtliche Menge Monde.

Die künstlerischen Animationen zur Kollision zweier Objekte im All finden Sie hier. [Edit 2021: leider nicht … caltech.edu hostet die Seite nicht mehr]