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Thema: Mondentstehung: Frontalaufprall auf die Ur-Erde?

  1. #21
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    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    Bahnen sind aber nicht konstant. Sofern die Bahnen nicht in einer Resonanz sind, werden zwei Himmelskörper, deren Bahn sich überschneidet, früher oder später zusammenstossen.
    Von je weiter außen so ein Körper kam, desto elliptischer und instabiler dürfte aber seine Bahn gewesen sein. Also ein Ursprung von ungefähr der Bahn des heutigen Jupiter aus ist recht unwahrscheinlich. Von einer Mars- oder Venus-Position aus leuchtet es hingegen schon eher ein.

    Zitat Zitat von Bynaus
    Nun, das innere Sonnensystem hat etwa 200 Mond- bzw. 20 Marsmassen... Und dann dürfte die Akkretion von Embryos zu Planeten nicht perfekt effizient sein. Ein paar hundert dürften es schon gewesen sein.

    Das Problem ist, dass Planeten mit mehr als einer Mond- bis Marsmasse (die Masse hängt etwas von der Entfernung zur Sonne ab sowie von der Dichte der Scheibe) mit ihrer Gravitation ein Loch in der Scheibe öffnen, sie schneiden sich also selbst von der Akkretion von zusätzlichem Material ab. Deshalb stockt die Planetenbildung bei dieser Grösse, und geht erst weiter, wenn die Scheibe weg ist.
    Das wusste ich nicht. Also wenn es eh zu vielen solcher Kollisionen gekommen sein muss, dann ist die Trojaner-Planet-Theorie doch ziemlich unwahrscheinlich gegenüber einem Ursprung des Kollisionspartners irgendwo im inneren Sonnensystem.

  2. #22
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    Ja, die Trojaner-Theorie kam eigentlich vor allem deshalb auf, weil frühe Modelle von einer sehr langsamen Annäherung ausgingen (wie gesagt: je schneller, desto höher der Drehimpuls des Systems, und man versuchte, möglichst den heute beobachteten Drehimpuls zu reproduzieren, also bevorzugte man Modelle, in denen die Kollision möglichst energiearm war - daher die Trojaner-Idee. Aber ich fand diese schon immer etwas gar speziell).
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  3. #23
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    Es gibt da eine interessante neue Theorie zur Entstehung des Mondes.

    Die Astrophysikerin Raluca Rufu vom Weizmann-Institut in Israel bezweifelt die Theorie, wonach ein Kleinplanet das Baumaterial für den Mond mit einem Schlag in die Erdumlaufbahn katapultiert hätte.

    Das Problem an diesem Modell: Der Mond sollte dann hauptsächlich aus dem Material von Theia bestehen, wie Modellrechnungen zeigen.

    Mond und Erde sind sich chemisch gesehen allerdings extrem ähnlich.

    http://www.nature.com/ngeo/journal/v.../ngeo2866.html

  4. #24
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    Ohne jetzt das Paper gelesen zu haben ist die Schwachstelle dieser neuen Theorie sicher, dass ein Mehrfachimpact entweder extrem unwahrscheinlich ist, oder man die Abwesenheit von großen Satelliten bei Merkur, Venus und Mars erklären müsste. Vielleicht kann man ja die Idee mit dem bisherigen Ansatz zusammenkleistern. Prinzipiell ist die Roche-Grenze der Erde so groß, dass Theia vor dem Impact zerkleinert worden sein kann, wenn der Winkel und die Anflugsgeschwindigkeit stimmen.

  5. #25
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    EDIT: sorry folgende Antwort bezog sich auf ein früheres Posting. Mein Fehler. Kommentar zum aktuellen Post folgt.

    Theia muss nicht in der Nähe der Erde (oder gar als trojanischer Planet) entstanden sein. Das ist eine von vielen Ideen, mit denen die Ähnlichkeit in der Sauerstoffisotopie erklärt werden sollte. Aber wenn man in n-body Simulationen anschaut, woher solche Giant Impactors kommen, dann gibt es keine Einschränkung - sie können sich ursprünglich überall gebildet haben und erst später auf einen Kollisionskurs mit der Erde gekommen sein. Auch bei Mars und Vesta ist bei weitem nicht klar, dass sie da entstanden sind, wo sie heute sind - gerade bei Vesta gibt es den Vorschlag, dass sie aus dem inneren Sonnensystem (also innerhalb der Erdbahn) stammt, weil ihre Sauerstoffisotopie so besser zum vermuteten Gradienten passen würde (es gibt noch andere Gründe). Ich würde keinesfalls ausschliessen wollen, dass die Protoerde und Theia eine sehr ähnliche Sauerstoffisotopie hatten, aber sicher ist es auch nicht.
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  6. #26
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    Natürlich erwartet man aber nach der Standard-Hypothese der Akkretion der grossen Planeten Erde und Venus, dass sich da viele "Giant Impacts" hintereinander ereignet haben. Die Planetaren Embryos haben typischerweise Massen zwischen jenen von Mond und Mars, das heisst, es braucht 10 bis 100 grosse Einschläge, um die Erde zu bilden. Im Allgemeinen geht man aber eher davon aus, dass nur ein Bruchteil aller Einschläge zur Bildung von grossen Monden führt. Wie MGZ erwähnt, ist eine potentielle Schwachstelle sicher das Fehlen eines Mondes bei der Venus - allerdings könnte es auch sein, dass diese einen solchen später wieder verloren bzw. akkretiert hat. Wenn sie früh genug langsam genug rotiert (nach Gezeitenbremsung via ihre dichte Atmosphäre), kann das einen Mond schon vom Himmel holen...

    Mehr dazu wenn ich das Paper gelesen habe.
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  7. #27
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    Es gibt eine "neue" Veröffentlichung der Astrophysikerin Raluca Rufu vom Weizmann-Institut https://arxiv.org/abs/1903.02525
    ... Here we present numerical simulations suggesting that the Moon could instead be the product of a succession of a variety of smaller collisions. In this scenario, each collision forms a debris disk
    around the proto-Earth that then accretes to form a moonlet. The moonlets tidally advance outward, and may coalesce to form the Moon. We find that sub-lunar moonlets are a common result
    of impacts expected onto the proto-Earth in the early solar system and find that the planetary rotation is limited by impact angular momentum drain. We conclude that, assuming efficient merger
    of moonlets, a multiple impact scenario can account for the formation of the Earth-Moon system with its present properties.

  8. #28
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    Gefühlt klingt das unwahrscheinlich;
    Große Zusammenstöße sind selten, viele größere Zusammenstöße eher seltener. Rogueplaneten werden, glaube ich, eher rausgekickt oder von den Gasriesen assimiliert als dass ein Bröckchen wie die Erde diese in großer Zahl aufsaugt und mit ihnen kollidiert.
    Deren Theorie geht ja stillschweigend sogar davon aus, dass die Erde einen großen Teil ihrer Masse nicht Akkretion oder dem Einverleiben vieler Kleinstbrocken verdankt, wie es nach meinem Kenntnisstand aktuell ist, sondern vielen Einschlägen ziemlich großer Körper, von denen nicht nur geklärt werden müsste wo sie entstanden sein sollen, sondern auch wieso Mars, Merkur und Venus keinerlei Spuren (inkl.eines solchen Mondes) tragen.
    Auch umfassendere Simulationen zur Entstehung des Planetensystems sagen keine dutzendfachen Kollisionen der inneren Planeten mit anderen derart großen Körpern voraus. Einige ja, aber nicht in der Menge.

    Noch dazu wird in der Studie etwas völlig vernachlässigt:
    Wenn wie nach deren Aussage rund 20 Impaktoren nötig sind, dann muss es aberdutzende, vielleicht tausende mehr gegeben haben, die die Erde knapp verfehlten. a) Wo sind die alle hin? (wiederum: was ist mit Venus, Merkur und Mars?) und, viel gewichtiger, b) keiner davon hat also den kleinen Proto-Mond (der zur meisten Zeit seiner Entstehung kleiner war als die meisten Impaktoren!) getroffen und wieder zerstört...soso...
    Dass man sich damit überhaupt nicht beschäftigt hat wird sogar erwähnt:
    Moreover, the survival of an
    accreted moonlet depends also on the planetary environment, as collisionless encountersof leftover planetesimals can excite the satellite’s eccentricity and possible loss[32]. Futurework will address the new dynamics and merger efficiency of the accreted moonlets to afinal Moon
    Da einfachere und wahrscheinlichere Bedingungen in Simulationen ebenso funktionieren (nur ein planetengroßer Körper benötigt), würde ich sagen dass Ockhams Messer diesem neuen Ansatz nicht nur aufzwingt, Dinge zu erklären die für die hergebrachten Simulationen noch ein Problem sind, und das ist lediglich wohl die Gleichheit der Isotopenverhältnisse von Erde und Mond - die imo kein Problem sind wenn Theia und Erde in ähnlichem Orbit entstanden sind - sondern auch noch Dinge vorhersagt, die bislang unbeobachtet sind.
    Denn letztlich erreicht man mit dieser Annahme ja auch nur eine fünf mal höhere theoretische Übereinstimmung der Isotopenverhältnisse. Deswegen aber massivst unwahrscheinlichere Annahmen machen...? Das leuchtet mir nicht ein.

    Fazit: um die geringe Wahrscheinlichkeit für die beobachtete Konstellation aus den bisherigen Annahmen zu erklären, was ggf. auch anders geht, wird ein Szenario entworfen, das nicht ins große Bild passt.
    In meinen Augen ist diese Theorie daher eine Totgeburt. Etwa, wie wenn man erklären will, wie (hypothetische) Wikingerboote nach Nordamerika kamen und das ganze aber passt wenn man einfach annimmt, dass die Erde flach ist weil die Strecke dann kürzer ist... und in einem Punkt erwähnt wird dass man sich aber noch nicht mit der Erdgestalt beschäftigt hat um die Wikingerboote zu erklären...

    Was meint Ihr?

    Gruß Alex

  9. #29
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    Zitat Zitat von Alex74 Beitrag anzeigen
    Gefühlt klingt das unwahrscheinlich;
    Hallo Alex,

    ich bin momentan auf Geschäftsreise und kann mich nicht mit diesem Thema intensive beschäftigen. Grundsätzlich wäre ich aber vorsichtig mit solchen Aussagen; wenn Du Interesse hast dann schau Dir mal aktuelle Simulationsergebnisse der Jupitermond- und Saturnmond-Entstehung an. Ichhabe dazu letztes Jahr auch etwas auf dem Abenteuer Universum geschrieben, wo ich auch die Publikationen aufgelistet habe.


    Freundliche Grüsse, Ralf

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