Es gibt Planeten, die gibts gar nicht. Nicht mehr zumindest. Einer davon ist “Theia”, ein marsgroßer Planet, der vor langer Zeit mit der Erde kollidiert ist. Dabei entstand unser Mond – aber damit er entstehen konnte, musste die Kollision auf eine ganz besondere Art und Weise ablaufen und Theia nicht nur ein Planet sein, sondern auch ein sogenannter Trojaner…

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Transkription

Sternengeschichten Folge 149: Theia der Trojaner und seine Kollision mit der Erde

Den Planeten Theia gibt es nicht mehr. Aber mit ziemlicher Sicherheit hat es in vor langer Zeit gegeben. Als unser Sonnensystem vor 4,5 Milliarden Jahren entstand, gab es dort mehr als die acht großen Planeten, die wir heute noch sehen können. Aus der großen Gas- und Staubscheibe die die junge Sonne umgeben hat, haben sich jede Menge Himmelskörper aller Größen gebildet. Aber der Platz hat nicht gereicht, damit auch alle überleben können. Auf ihren Bahnen kamen sich die jungen Planeten immer wieder nahe, kollidierten miteinander oder warfen einander aus dem Sonnensystem hinaus. Am Ende blieben die acht großen Planeten übrig, die heute noch friedlich ihre Runden ziehen. Auch an ihnen ging die wilde Kindheit des Sonnensystem allerdings nicht völlig spurlos vorbei. Wenn wir auf der Erde nachts zum Himmel schauen, sehen wir dort den Mond. Und seine Existenz ist das Resultat einer gigantischen Kollision bei der ein Planet völlig zerstört wurde: Theia.

Über die Entstehung des Mondes habe ich ja schon kurz in Folge 16 der Sternengeschichten gesprochen. Nach allem, was wir heute wissen, kann er nur bei einer großen planetaren Kollision entstanden sein. Die junge Erde muss mit einem Himmelskörper zusammen gestoßen sein, der etwa so groß wie der Mars war. Dieser heute nicht mehr existierende Planet hat den Namen “Theia” bekommen, denn so hieß in der griechischen Mythologie die Mutter der Mondgöttin Selene. Dass der Mond seinen Ursprung in der Erde gehabt haben muss, zeigt vor allem seine geologische Zusammensetzung. Das Material aus dem unser Begleiter besteht ist dem Material aus dem die Erde gebildet ist, enorm ähnlich. Würde er aus einer ganz anderen Ecke des Sonnensystems kommen, wäre das eigentlich nicht zu erwarten.

Wir wissen außerdem dank der Computersimulationen zur Entstehung der Planeten im Sonnensystem, dass dort früher viel mehr Planeten entstanden sind und die immer wieder miteinander kollidierten, bis sich alles ein wenig beruhigt hatte und ausreichend Platz für die restlichen Himmelskörper war. Aber damit bei einer Kollision zwischen zwei großen Objekten am Ende ein Himmelskörper wie der Mond entstehen kann, müssen bestimmte Bedingungen eingehalten werden. Würde man Theia und die Erde einfach frontal miteinander kollidieren lassen, dann würden dabei wahrscheinlich beide Objekte zerstört werden. Würden sie dagegen nur ein wenig seitlich aneinander stoßen, dann könnte nicht genug Material weit genug ins All geschleudert werden, um daraus einen so großen Himmelskörper entstehen zu lassen wie den Mond.

Die Kollision muss im richigen Winkel und mit der richtigen Geschwindigkeit stattfinden, damit einerseits die Erde überleben kann, andererseits Theia zerstört wird und am Ende auch noch der Mond dort entstehen kann, wo er entstanden sein muss. Und die geologischen Befunde machen die Sache noch ein wenig komplizierter. Wie ich in Folge 143 der Sternengeschichten erklärt habe, besteht der Kern der Erde aus Eisen. Ungefähr 30 Prozent unseres Planeten bestehen aus diesem Element. Beim Mond sind es aber nur 3 Prozent; sein Eisenkern ist viel kleiner und viel kleiner als man bei einem normalen Entstehungsprozess erwarten würde. Wären Erde und Mond einfach nur friedlich nebeneinander aus der gleichen Gas- und Staubwolke entstanden, dann sollte der Mond einen viel größeren Eisenkern haben. Hinzu kommen die geologischen Daten die die Astronauten der Apollo-Missionen direkt auf dem Mond selbst gesammelt haben. Die Gesteinsproben unseres Nachbarn zeigen, dass sich in ihnen genau die gleiche Mischung von Sauerstoff-Isotopen findet wie im Gestein der Erde. Und das ist wirklich seltsam.

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Kommentare (6)

  1. #1 Captain E.
    2. Oktober 2015

    Dann wäre es wohl dringend angeraten, eine Retrieval-Mission zu 2010 TK7 zu schicken. Die Untersuchung von Bodenproben könnten ja ergeben, dass dieser Himmelskörper tatsächlich mit der Entstehung des Mondes zuammenhängt. (Ein späterer Einfang ist aber leider nicht auszuschließen.)

    Wie könnte man eigentlich am besten verifizieren, ob es weitere Trojaner in den Systemen Sonne-Erde bzw. Erde-Mond gibt, trojanischen Staub inklusive? Die Kordylewskischen Wolken werden zwar vermutet, sidn aber bislang alles andere als nachgewiesen, und dabei sind sie nur so um die 400.000 km von der Erde entfernt.

    Manch ein Physiker würde übrigens vielleicht darauf hinweisen, dass in den eigentlichen Lagrangepunkten ein labiles Gleichgewicht herrscht und diese daher praktisch unerreichbar sind. Aber bitte nicht falsch verstehen: Das soll dem Artikel nicht widersprechen, sondern nur erläutern, dass Objekte um die Lagrangepunkte kreisen und nicht in ihnen. Und das geht mit den beiden stabilen viel einfacher als mit den drei instabilen, die eigentlich nur für Sonden mit Antrieben geeignet sind.

  2. #2 BreitSide
    Beim Deich
    2. Oktober 2015

    Bei “Lagrange” muss ich immer an diese 3 (!) Herren denken:
    https://www.youtube.com/watch?v=lVSw5SBpZQg

    Ansonsten fand ich die Lagrange-Punkte immer schon faszinierend. Sind die notwendigen Bahnkorrekturen bei L1 und L2 vergleichbar mit denen geostationärer Satelliten?

  3. #3 AmbiValent
    3. Oktober 2015

    @Captain E.
    Ich denke, Trojaner sind nur zeitweise stabil. Der Planet, mit dem sie eine Bahn teilen, würde sie nicht selbst aus ihrem Orbit entfernen, wenn sie mit ihm und der Sonne allein im System wären. Die anderen Planeten stören aber immer noch deren Orbits, wodurch sie früher oder später doch dem “eigenen” Planeten in die Quere kommen und auf andere Bahnen gelenkt werden, vielleicht sogar ganz aus dem System geworfen werden.

    Im äußeren Sonnensystem (mit seinen größeren Abständen) könnten sich vielleicht noch Uralt-Trojaner befinden, aber ich glaube, die aus dem inneren System sind schon lange woanders. Hin und wieder könnte ein Hauptgürtelasteroid in einen Trojanerorbit gestört werden und dort eine Weile bleiben; ich nehme an, 2010 TK7 ist so einer.

  4. #4 Captain E.
    5. Oktober 2015

    Gewagte These, AmbiValent. Den Mars zählt man doch üblicherweise auch zum inneren Sonnensystem, und bei dem hat man auch Trojaner gefunden, insgesamt wohl neun Stück.

    Die von mir erwähnten “Kordylewskischen Wolken” bestünden übrigens aus vielen Minitrojanern des Erd-Mondes.

  5. […] Mond entstand bei einer gigantischen Kollision zwischen der jungen Erde und einem etwa marsgroßen Planeten (der dabei komplett zerstört wurde). Das Gold in der Erdkruste wurde beim Zusammenstoß der Erde […]

  6. #6 bikerdet
    17. November 2015

    Naja, die Marstrojaner könnten zB aus dem Asteroidengürtel stammen und erst später eingefangen worden sein.
    Bei der Erde gibt es drei und bei der Venus min. einen Körper, die sich auf einer s.g. ‘Hufeisenbahn’ (Wikipedia hilft) befinden. Diese Körper können sich ebenfalls aus den Lagrangepunkten gelöst haben und irgendwann dorthin zurückkehren. Die Übergänge zwischen Trojaner, Hufeisenobjekt und koorbitalem Objekt (wie bei 2003 YN107 oder 3453 Cruithne) sind fließend. Die Objekte wechseln mehr oder weniger regelmäßig ihren ‘Status’. Insbesondere 3453 Cruithne könne sich zu einem echten zweiten Erdmond entwickeln. Bei diesem Objekt ist die Wahrscheinlichkeit, das es ebenfalls bei der Kollision von Erde und Theia entstanden ist am größten.

    Es gibt aber noch eine zweite Möglichkeit, warum die Isotopenverteilung von Erde und Mond so ähnlich ist : Beide Körper sind komplett aufgeschmolzen worden und dieser Zustand hat lange genug gedauert, das es zu einer homogenen Verteilung der (ursprünglich unterschiedlichen) Isotope kam.

    Für die VTler war die identischen Isotopenverteilung übrigens ein Argument gegen die Mondlandung. Man war halt nicht dort gewesen und hat Steine von der Erde präsentiert ….