{"id":13515,"date":"2018-08-15T17:06:29","date_gmt":"2018-08-15T15:06:29","guid":{"rendered":"http:\/\/www.biosphaere-alb.com\/wordpress\/?p=13515"},"modified":"2018-10-22T18:46:22","modified_gmt":"2018-10-22T16:46:22","slug":"abstuerzende-monde","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.biosphaere-alb.com\/wordpress\/?p=13515","title":{"rendered":"Abst\u00fcrzende Monde"},"content":{"rendered":"

Was bei der Kollision der fr\u00fchen Erde mit ihren Begleitern passierte<\/em><\/p>\n

Internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universit\u00e4t T\u00fcbingen simuliert ein m\u00f6gliches Schicksal der sogenannten Moonlets.<\/p>\n

Der Mond ist unter den Himmelsk\u00f6rpern der einzige nat\u00fcrliche Begleiter der Erde. Seine Entstehung wirft in der astrophysikalischen Forschung noch immer viele Fragen auf.<\/p>\n

\"mondnacht_Hardt_IMG_4589\"<\/p>\n

Und m\u00f6glicherweise war er einst nicht allein: Neueren Untersuchungen zufolge gab es in der Fr\u00fchzeit der Erde eine Reihe von kleineren Monden, Moonlets genannt, deren Verschwinden ungekl\u00e4rt ist. Gemeinsam mit seinen Kollegen Dr. Uri Malamud und Professor Hagai Perets vom Technion Israeli Intitute of Technology in Haifa sowie Christoph Burger von der Universit\u00e4t Wien geht Christoph Sch\u00e4fer vom Institut f\u00fcr Astronomie und Astrophysik der Universit\u00e4t T\u00fcbingen der Frage nach, was aus den Moonlets wurde. Ihre aufwendigen Simulationen ergeben, dass sie auf die Erde gest\u00fcrzt sein und bei der Kollision die Zusammensetzung ihres Mantels ver\u00e4ndert haben k\u00f6nnten. Die Studie ist k\u00fcrzlich in der Fachzeitschrift\u00a0Monthly Notices of the Royal Astronomical Society\u00a0erschienen.<\/p>\n

Der derzeit anerkannten Theorie zufolge entstand der Mond vor ungef\u00e4hr 4,5 Milliarden Jahren bei der Kollision der Proto-Erde mit einem marsgro\u00dfen Protoplaneten, der Theia genannt wird. Hierbei formte sich zuerst eine Scheibe um die Erde aus dem bei der Kollision ausgeworfenen Material beider K\u00f6rper. Aus dem Material dieser Scheibe entstand schlie\u00dflich der Mond. Neue Untersuchungen zeigen jedoch, dass die Erde h\u00f6chstwahrscheinlich zum einen nicht nur einer solchen gro\u00dfen, sondern mehreren Kollision ausgesetzt war und zum anderen auch h\u00e4ufig kleinere Einschl\u00e4ge auf der Proto-Erde geschahen. In der Folge entstanden mehrere Moonlets, die nach Annahme der Forscher jeweils etwa ein Sechstel bis zur H\u00e4lfte der Mondmasse gehabt haben k\u00f6nnten.<\/p>\n

Ihr Schicksal hat das Forscherteam genauer untersucht. \u201eEs gibt zwei M\u00f6glichkeiten: Die Moonlets konnten sich unter anderem durch die gegenseitig wirkende Schwerkraft verbinden und gr\u00f6\u00dfere Objekte bilden oder, so die andere M\u00f6glichkeit, durch die Erdanziehung wieder auf die Erde abregnen\u201c, erkl\u00e4rt Christoph Sch\u00e4fer. \u201eUns interessierte vor allem diese zweite M\u00f6glichkeit.\u201c<\/p>\n

Um die Kollisionen der Moonlets mit der Erde zu simulieren, verwendeten die Wissenschaftler ein Computerprogramm, das in der Abteilung Computational Physics am Institut f\u00fcr Astronomie und Astrophysik in der Arbeitsgruppe von Professor Wilhelm Kley unter der Leitung von Christoph Sch\u00e4fer entwickelt wurde. Die Rechnungen selbst wurden auf dem T\u00fcbinger BinAC-Computercluster und dem TAMNUN-Cluster in Israel durchgef\u00fchrt. Das Computerprogramm der T\u00fcbinger Physiker implementiert die numerische Teilchenmethode \u201esmooth particle hydrodynamics\u201c und nutzt Grafikkarten, um die aufwendigen Rechnungen zu beschleunigen. Christoph Burger vom Institut f\u00fcr Astronomie und Astrophysik der Universit\u00e4t in Wien schrieb den Computercode f\u00fcr die komplizierten Anfangsbedingungen, die f\u00fcr die Simulationen ben\u00f6tigt wurden.<\/p>\n

100 Wochen Rechenzeit<\/p><\/blockquote>\n

F\u00fcr ihre Studie gingen die Wissenschaftler von einem vereinfachten Modell der Proto-Erde und dem einfallenden Moonlet aus, wonach beide einen Eisenkern und einen Mantel aus Silikat besa\u00dfen. Der Kern vereinte jeweils ein Drittel der Masse auf sich. Die Gruppe f\u00fchrte mehr als 70 Simulationen zu dem Einschlag eines Moonlets auf der Erde durch. Variiert wurden Parameter wie Kollisionswinkel, Gr\u00f6\u00dfe des Moonlets und die Rotationsgeschwindigkeit der Erde. \u201eInsgesamt ben\u00f6tigten die Berechnungen \u00fcber 100 Wochen Rechenzeit der Cluster-Grafikkarten\u201c, berichtet Uri Malamud.<\/p>\n

Uri Malamud analysierte die Resultate der Simulationen: Er bestimmte, welche Fragmente der K\u00f6rper nach der Kollision das System verlassen k\u00f6nnen, welche die Erde in einem gebundenen Orbit umkreisen und welche nach dem Einschlag auf der Erde verbleiben. Dar\u00fcber hinaus berechnete er die \u00c4nderung der Rotationsperiode der Erde durch die Kollision. \u201eUnsere Ergebnisse zeigen, dass im Falle des Einschlags eines Moonlets auf der Erde die Verteilung des Einschlagsmaterials nicht homogen ist. Diese Art Kollisionen k\u00f6nnen daher zu Asymmetrien und Inhomogenit\u00e4ten in der Materialzusammensetzung des Erdmantels f\u00fchren\u201c, fasst Uri Malamud die Erkenntnisse zusammen. Mit dieser Arbeit f\u00fcgen die Autoren dem aktuellen Wissen zur Entstehung des Mondes einen weiteren Mosaikstein hinzu und setzen das bestehende Bild in den Kontext der Planetenentstehung im Sonnensystem.<\/p>\n

Publikation:<\/p>\n

Uri Malamud, Hagai B Perets, Christoph Sch\u00e4fer, Christoph Burger: Moonfalls: collisions between the Earth and its past moons.\u00a0Monthly Notices of the Royal Astronomical Society,\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1093\/mnras\/sty1667<\/a><\/p>\n

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