[ziesell]

Sonnensystem: Ohne Jupiter gäbe es wohl keinen Erdmond

Davon geht eine Forschungsgruppe aus, die den Zeitpunkt der Gravitationsinstabilität des Gasriesen untersucht hat.



Eine internationale Forschungsgruppe hat untersucht, ob Jupiter zur Entstehung unseres Mondes beigetragen hat. Trotz des großen Abstands zur Erde haben die Gravitationskräfte des Jupiter direkten Einfluss auf die Geschehnisse auf der Erde.

Für die Studie untersuchte das Team Meteoriten vom Typ Enstatit-Chondrit, die das Mineral Enstatit enthalten; das ist ein Magnesium-Silikat, das strukturell zu den Kettensilikaten gehört. Die Meteoriten sind in der Zusammensetzung und im Isotopenverhältnis der Erde sehr ähnlich. Das bedeutet, dass sie in unserer Nachbarschaft entstanden.

Für die Entstehung unseres Mondes soll Jupiter indirekt mitverantwortlich sein, erklärt die Forschungsgruppe in der im Fachmagazin Science veröffentlichten Studie.

Unruhige Phase zu Beginn des Sonnensystems

Zur Anfangszeit unseres Sonnensystems waren die Planetenbahnen von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun instabil und kreisförmiger als heute. Aufgrund dieser Instabilität veränderten sich die Umlaufbahnen der Planeten im Lauf der Zeit. Das führte dazu, dass sich Protoplaneten – entstehende Planeten – in Bewegung setzten. Viele von ihnen kollidierten mit anderen Gesteinsplaneten.

Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren kollidierte der Protoplanet Theia mit der jungen Erde. Eine Simulation aus dem Jahr 2022 zeigt, dass sich aus den Trümmern innerhalb weniger Stunden der Mond bildete.

Die Eingrenzung des Zeitraums

Das Team fand heraus, dass die Enstatit-Chondrit-Meteoriten aus einer Familie von Bruchstücken im Asteroidengürtel stammen, die als Athor bekannt ist. Athor war ursprünglich wohl größer und ist näher an der Sonne entstanden. Im Rahmen einer Kollision wurde Athor aus dem Asteroidengürtel geschleudert. Die Analyse der Meteoriten ergab, dass dies frühestens 60 Millionen Jahre nach Beginn der Entstehung des Sonnensystems geschah.

Andere Studien zeigten bereits, dass die Gravitationsinstabilität von Jupiter spätestens 100 Millionen Jahre nach der Geburt des Sonnensystems stattfand. Entsprechend kann die instabile Phase auf einen Zeitraum von 60 bis 100 Millionen Jahren nach Entstehung unseres Sonnensystems festgelegt werden.

Die Entstehung des Mondes

Genau in diesem unruhigen Zeitraum entstand auch unser Mond. "Es gab einst fünf innere Planeten in unserem Sonnensystem, nicht vier. Das könnte unter anderem Auswirkungen darauf haben, wie sich bewohnbare Planeten bilden", erklärt die Hauptautorin Chrysa Avdellidou, Universitsy of Leicester, in einer Pressemitteilung.

Zu Beginn des Sonnensystems gab es auch viele Planetesimale. Der Zeitpunkt der orbitalen Instabilität ist wichtig, da er bestimmt, wann sich einige der bekannten Merkmale unseres Sonnensystems entwickeln.

"Wenn dies also zehn Millionen Jahre nach dem Beginn des Sonnensystems geschieht, werden die Planetesimale sofort beseitigt", erklärt Mitautor Marco Delbo. Forschungsdirektor am Observatorium von Nizza, Frankreich. Doch während einer Instabilität von 60 Millionen Jahren konnten Materialien auf die Erde und den Mars gelangen.

Zu den Studien

Am 16. April 2024 erschien in der Fachzeitschrift Science die Studie Dating the Solar System's giant planet orbital instability using enstatite meteorites (Datierung der Instabilität der Umlaufbahnen von Riesenplaneten im Sonnensystem unter Einsatz von Enstatit-Meteoriten).

Am 4. Oktober 2022 erschien in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters folgende Studie: Immediate Origin of the Moon as a Post-impact Satellite (Unmittelbarer Ursprung des Mondes als Post-Impakt-Satellit).

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