Forschende des Southwest Research Institute (SwRI) und der University of Arizona haben am 1. September 2026 neue Simulationen veröffentlicht, die zeigen, dass die Materialfestigkeit kollidierender Planeten entscheidend für die Mondentstehung ist. Während herkömmliche Modelle von einer Trümmerdisk ausgehen, ermöglicht die Berücksichtigung der Festigkeit die Entstehung eines intakten Mondes.
Die gängige Theorie zur Entstehung des Mondes, die sogenannte Giant-Impact-Hypothese, beschreibt eine gewaltige Kollision zwischen der frühen Erde und einem marsgroßen Körper. Bisher gingen die meisten Computermodelle davon aus, dass dieser Aufprall beide Körper weitgehend verflüssigte, woraufhin eine Trümmerdisk entstand, aus der sich der Mond über einen längeren Zeitraum langsam formte.
Eine neue Studie, die am 1. September 2026 in den Astrophysical Journal Letters
veröffentlicht wurde, stellt dieses Szenario infrage. Ein Team unter Leitung des Southwest Research Institute (SwRI) in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der University of Arizona identifizierte einen Faktor, der in früheren Simulationen weitgehend fehlte: die Materialfestigkeit der beteiligten Himmelskörper.
Materialfestigkeit als Weichensteller zwischen Disk und intaktem Mond
Der entscheidende Unterschied in den neuen Modellen liegt in der physikalischen Beschaffenheit der kollidierenden Planeten. Wenn Simulationen die Materialfestigkeit vernachlässigen, gehen sie implizit davon aus, dass die Körper extrem heiß und damit flüssig waren. In diesem Zustand führt ein Aufprall zwangsläufig zu einer Trümmerdisk.
Die neuen Berechnungen von Dr. Adeene Denton und ihrem Team zeigen jedoch, dass kältere Planeten eine höhere strukturelle Festigkeit besitzen. Diese Festigkeit kann dazu führen, dass der Impaktor nicht vollständig zerbricht oder die Erde nicht komplett aufschmilzt. Statt einer Wolke aus Trümmern kann so ein intakter Mond entstehen.
Simulationen verkürzen die Entstehungszeit auf wenige Stunden
Einige der neuen Szenarien deuten darauf hin, dass der Mond bereits innerhalb weniger Stunden nach dem Aufprall in seiner heutigen Form existiert haben könnte. Dieser Zeitraffer steht im Gegensatz zu Modellen, bei denen die Akkretion aus einer Trümmerdisk deutlich mehr Zeit in Anspruch nimmt.
Zusammenhang zwischen Temperatur und Kollisionszeitpunkt
Die Ergebnisse der SwRI-Modellierung lassen Rückschlüsse auf den Zeitpunkt des Aufpralls in der Frühzeit des Sonnensystems zu.
- Heiße Planeten: Geringe Materialfestigkeit führt zur Bildung einer Trümmerdisk. Dies entspricht eher einem sehr frühen Kollisionszeitpunkt, als die Körper noch durch interne Hitze und Akkretion extrem aufgeheizt waren.
- Kältere Planeten: Höhere Materialfestigkeit ermöglicht den Capture eines intakten Mondes. Dies wäre konsistent mit einer Kollision zu einem etwas späteren Zeitpunkt, an dem die Planeten bereits teilweise abgekühlt waren.
Das Forschungsteam, zu dem neben Denton auch Dr. Erik Asphaug gehört, nutzte modernste computergestützte Techniken, um diese unterschiedlichen thermischen und strukturellen Zustände zu simulieren.
Die neuen Daten zwingen die Astronomie dazu, die Bedingungen der frühen Erde neu zu bewerten. Es bleibt die offene Frage, welche der beiden Szenarien – die langsame Disk-Akkretion oder der schnelle Capture eines intakten Körpers – besser mit der chemischen Zusammensetzung des Mondgesteins übereinstimmt.
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