Wissenschaftler der University of California, Riverside, zeigen in einer neuen Studie, dass ein einstiger Venusmond wahrscheinlich nicht durch eine Katastrophe zerstört wurde, sondern aufgrund der extrem langsamen Rotation des Planeten spiralförmig auf die Oberfläche stürzte. Die im Fachmagazin The Astrophysical Journal veröffentlichten Ergebnisse beleuchten die Evolution des inneren Sonnensystems.
Besonders die Erforschung erdähnlicher Planeten im Sonnensystem wirft seit jeher grundlegende Fragen auf. Während die Erde von einem großen Trabanten begleitet wird, suchen Forscher bei der Venus und dem Merkur vergeblich nach Begleitern. Bislang ging die Wissenschaft davon aus, dass ein massiver Einschlag einen Mond entweder direkt zertrümmert haben könnte oder dass es im Fall der Venus niemals zur Entstehung eines solchen Satelliten kam. Doch aktuelle Computermodelle von Forschern um den Astrophysiker Stephen Kane an der University of California, Riverside, zeichnen ein völlig anderes Bild dieser planetaren Dynamik, wie das universitäre Nachrichtenportal berichtet.
Computermodelle widerlegen bisherige Kollisionstheorien zur Entstehung
Um die physikalischen Prozesse im frühen Sonnensystem zu verstehen, entwickelte das Forschungsteam Computersimulationen, die auf den grundlegenden Gesetzen der Gravitation basieren. Zunächst testeten die Wissenschaftler ihr Modell am bekannten System aus Erde und Mond, um dessen Verlässlichkeit zu überprüfen. Aus der Raumfahrtgeschichte, insbesondere durch die Apollo-11-Mission der NASA und dort hinterlassene Spiegel, ist bekannt, dass sich der irdische Mond jährlich um rund vier Zentimeter von unserem Heimatplaneten entfernt. Diese Drift entsteht, weil die vergleichsweise schnelle Erdrotation von 24 Stunden pro Umdrehung Energie an den Trabanten überträgt.
Bei der Venus stellt sich die physikalische Situation jedoch grundlegend anders dar. Der Planet benötigt für eine vollständige Drehung um die eigene Achse träge 243 Erdentage. Wenn man diese extrem langsame Rotation in die Gravitationsmodelle einspeist, kehrt sich der physikalische Effekt um. Statt durch die Rotationsenergie nach außen getrieben zu werden, wirkt die Kombination aus der Anziehungskraft des Planeten und dem langsamen Spin als Bremse, die einen potenziellen Mond unweigerlich nach innen zieht. Das Wissenschaftsportal IFLScience führt dazu aus, dass die Simulationen verschiedene Mondmassen von der Hälfte bis zum Zehnfachen des irdischen Mondes berücksichtigten.
„Ich dachte, die Vielzahl der untersuchten Szenarien würde sicherlich zu einer Vielzahl von Ergebnissen führen“
Stephen Kane, Studienleiter an der University of California, Riverside
In den allermeisten durchgerechneten Szenarien lief die Entwicklung auf denselben physikalischen Endpunkt hinaus: Der Trabant stürzte auf die Planetenoberfläche. Je massiver der simulierte Mond beschaffen war, desto schneller vollzog sich dieser Absturz. Auch Forscher aus Frankreich waren an der Auswertung dieser Simulationen beteiligt, wie das Online-Medium Heise im Rahmen seiner Berichterstattung hervorhebt.
Geologische Spuren und die ungelöste Frage nach der Bewohnbarkeit
Ob die Venus in ihrer Frühphase tatsächlich einen Mond besessen hat, lässt sich anhand der aktuellen Daten nicht abschließend beweisen. Die neuen Berechnungen verdeutlichen jedoch, dass ein solcher Begleiter keineswegs dauerhaft hätte existieren können. Sollte es einen Impakt gegeben haben, der eine Trägerscheibe für einen Mond erzeugte, wäre die Existenzdauer dieses Himmelskörpers auf eine Spanne zwischen 30 Millionen und 1,7 Milliarden Jahren begrenzt gewesen. Das wäre lediglich ein Bruchteil der bisherigen Lebenszeit des Planeten.
Ein direkter Nachweis im Gestein der Venus gilt unter Wissenschaftlern als äußerst schwierig. Etwa 80 Prozent der Oberfläche des Planeten weisen ein ähnliches Alter auf, was auf ein gewaltiges resurfacendes Ereignis vor rund einer Milliarde Jahren hindeutet. Dieses Ereignis hat weite Teile der älteren geologischen Geschichte des Planeten ausgelöscht. Forscher halten es daher für möglich, dass physikalische Indizien für einen solchen Kollisionsprozess tief unter der Oberfläche verborgen liegen. Ähnlich wie seismische Messungen im Inneren der Erde Überbleibsel früher Impakte offenbaren, könnten künftige Venus-Missionen entsprechende Anomalien entdecken.
Konsequenzen für die Suche nach bewohnbaren Exoplaneten
Die Erkenntnisse über das Schicksal eines möglichen Venusmondes reichen weit über das innere Sonnensystem hinaus. Bei der Suche nach erdähnlichen Planeten in fernen Sternensystemen betrachten Astronomen das Vorhandensein eines Mondes häufig als einen Faktor für Lebensfreundlichkeit. Der irdische Mond treibt die Gezeiten an, may have helped keep the planet geologically active, and has profoundly influenced Earth’s evolution. Die Arbeit des Teams aus Kalifornien zeigt nun ein ungemütliches Szenario für vergleichbare Welten auf.
Wenn erdähnliche Exoplaneten sich zu langsam um ihre eigene Achse drehen, droht auch ihren Begleitern der unaufhaltsame Kollisionskurs. Ein Einschlag solchen Ausmasses setzt enorme Mengen an Energie sowie Drehimpuls frei und verändert das Klima, die Rotation und die geologische Struktur eines Planeten grundlegend. Ob ein großer Mond eine absolute Grundvoraussetzung für die Entstehung von Leben darstellt, bleibt ungeklärt, doch das Schicksal der Venus zeigt, dass selbst Planeten, die in der Lage sind, Monde zu formen, diese nicht zwangsläufig behalten können.
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