Rätsel um fehlenden Aufpralltrümmer gelöst?

Fehlender Aufprallschutt: Zwei Felsen im Weltraum kollidieren heftig und kleine, helle Sonne in der Ferne.

Künstlerisches Konzept der planetenbildenden Kollisionen im frühen Sonnensystem. Wo ist dieser Schutt heute? Hinweis: Es befindet sich nicht im Asteroidengürtel. Bild über NASA/ JPL-Caltech/OUTFIT.


Der Fall des fehlenden Aufprallschutts

Vor Milliarden von Jahren war das frühe Sonnensystem ein chaotischer und gewalttätiger Ort. Feste Objekte namensPlanetesimalehatte sich aus dem verdichtetUrwolkedie unser Sonnensystem geboren hat. Und die Planetesimale kollidierten häufig und klebten manchmal zusammen. Der Prozess bildete immer größere Objekte, was zu immer größeren Kollisionen führte. Über Äonen hinweg hat dieser Prozess die großen Planeten wie die Erde gebaut. Heute würden wir also erwarten, einige der Trümmer dieser frühen planetenbildenden Kollisionen zu sehen. Wir würden erwarten, dass es unsere Sonne umkreist, in derAsteroidengürtelbestimmtes. Aber warum nicht wir? Neue Computersimulationen von Astronomen aus Arizona bieten eine Lösung für das Problem der fehlenden Aufpralltrümmer. Sie vermuten, dass große Kollisionen im frühen Sonnensystem, anstatt felsigen Schutt zu erzeugen, dazu führten, dass feste felsige Körperverdampfenin Gas. Und die Astronomen sagten:

Im Gegensatz zu festen und geschmolzenen Trümmern entweicht dieses Gas leichter aus dem Sonnensystem und hinterlässt kaum Spuren dieser planetenzerstörenden Ereignisse.


Die Forscherveröffentlichtihrpeer-reviewedergibt sichAstrophysikalische Zeitschriftenbriefeam 13. Juli 2021.

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Große, kugelförmige Gesteinsmasse mit glühenden Einschlagsexplosionen und vielen kleineren Weltraumfelsen drumherum.

Künstlerisches Konzept von kleinen Planetesimalen, die im frühen Sonnensystem kollidieren, um einen größeren Planeten zu bilden. Bild über Alan Brandon/ Natur/Planetenjäger.

Simulation des frühen Sonnensystems

Travis GabrielundHarrison Allen-Sutter, beide an der Arizona State University, leiteten die neue Forschung. Während sich frühere Studien anderer Wissenschaftler hauptsächlich auf die Auswirkungen dieser frühen Auswirkungen konzentrierten, verfolgten diese Wissenschaftler einen anderen Ansatz. Als Allen-Suttererklärt:




Die meisten Forscher konzentrieren sich auf die direkten Auswirkungen von Einschlägen, aber die Natur der Trümmer wurde noch zu wenig erforscht.

Und Gabriel fügte hinzu:

Es ist seit langem bekannt, dass zahlreiche große Kollisionen erforderlich sind, um Merkur, Venus, Erde, Mond und vielleicht Mars zu bilden. Aber die enorme Menge an Einschlagsschutt, die von diesem Prozess erwartet wird, wird im Asteroidengürtel nicht beobachtet, daher war es immer eine paradoxe Situation.

Wissenschaftler bezeichnen das Geheimnis der scheinbar fehlenden Einschlagstrümmer als dieParadox des fehlenden Mantels(Mantel bezieht sich in diesem Fall nicht auf den Erdmantel). Oder sie nennen es dieGroßer Mangel an Duniten. Dunit ist eine Gesteinsart, die größtenteils ausOlivin, und Olivin ist das Herzstück dieses Mysteriums.Lesen Sie hier mehr über die Rolle von Olivin.


Mann in Strickmütze, langärmeligem Pullover und Jeans, mit verschränkten Armen, vor einer Schlucht stehend.

Harrison Allen-Sutter von der Arizona State University ist einer der leitenden Forscher der neuen Studie. Bild überOUTFIT.

Entstehung des Mondes

Die Ergebnisse haben auch Auswirkungen auf die Entstehung des erdeigenen Mondes. Nach heutigem Verständnis entstand der Mond durch eine Kollision eines marsgroßen Körpers mit der frühen Erde. Bei dieser Kollision wurden auch Trümmer in das Sonnensystem freigesetzt. Laut Gabriel:

Nachdem er sich aus an die Erde gebundenen Trümmern gebildet hatte, wäre der Mond auch von dem ausgestoßenen Material bombardiert worden, das die Sonne in den ersten hundert Millionen Jahren oder so der Existenz des Mondes umkreist. Wenn dieser Schutt fest war, könnte er die frühe Bildung des Mondes beeinträchtigen oder stark beeinflussen, insbesondere wenn die Kollision heftig war.

Wenn das Material jedoch in Gasform vorlag, haben die Trümmer den frühen Mond möglicherweise überhaupt nicht beeinflusst.


Zwei glühende Gesteinsplaneten kollidieren im Weltraum.

Wissenschaftler glauben, dass unser eigener Mond aus einer Kollision zwischen der frühen Erde und einem anderen Gesteinskörper von der Größe des Mars entstand. Bild über Hagai Perets/Smithsonian-Magazin.

Aufpralltrümmer um andere Sterne herum

Da man annimmt, dass sich unser Sonnensystem ähnlich wie Planetensysteme um andere Sterne gebildet hat, könnten die Studienergebnisse Hinweise auf Einschlagstrümmer an anderer Stelle geben. Gabriel kommentierte dies mit den Worten:

Es gibt immer mehr Beweise dafür, dass bestimmte Teleskopbeobachtungen möglicherweise riesige Einschlagstrümmer um andere Sterne direkt abgebildet haben. Da wir die Kollisionen in unserem Sonnensystem nicht in der Zeit zurückdrehen können, sind diese astrophysikalischen Beobachtungen anderer Welten ein natürliches Labor für uns, um unsere Theorie zu testen und zu erforschen.

Im Jahr 2019 fanden Astronomen auch Beweise für aplanetarische Kollisionin einer Solaranlage 300Lichtjahreein Weg. Es wird geschätzt, dass dieser Einschlag irgendwann innerhalb der letzten 1.000 Jahre stattgefunden hat, was zeigt, dass solche Ereignisse immer noch passieren, sogar zwischen Planeten.

Es scheint also, dass das Rätsel um die fehlenden Einschlagstrümmer gelöst sein könnte. Während die Wissenschaft voranschreitet – und wenn die neuen Simulationen Bestand haben – werden sie wertvolle Hinweise darauf liefern, wie sich unser Sonnensystem vor Milliarden von Jahren gebildet hat. Und sie werden auch einen Einblick in Planetenbildungsprozesse in anderen Sonnensystemen geben.

Fazit: Eine neue Studie über Gesteinskollisionen im frühen Sonnensystem legt nahe, dass der größte Teil der resultierenden Trümmer zu Gas verdampft wurde, das aus dem Sonnensystem entwich. Die Ergebnisse helfen, das Rätsel zu erklären, warum Spuren dieser Einschlagstrümmer jetzt fehlen.

Quelle: Abhängigkeiten der Mantelschockerwärmung bei der paarweisen Akkretion

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