Eine Postdoktorandin der NASA am Southwest Research Institute hat fortschrittliche Modelle verwendet, die darauf hindeuten, dass die Entstehung von Pluto und Charon mit der des Erde-Mond-Systems vergleichbar ist. Beide Systeme haben einen Mond, der im Gegensatz zu anderen Monden im Sonnensystem einen großen Bruchteil der Größe des Hauptkörpers hat. Dieses Szenario könnte auch Plutos aktive Geologie und einen möglichen unterirdischen Ozean erklären, obwohl er am gefrorenen Rand des Sonnensystems liegt.
„Wir glauben, dass das Erde-Mond-System entstand, als ein marsgroßes Objekt die Erde traf und irgendwann später zur Bildung unseres großen Mondes führte“, sagte Dr. Adeene Denton, die die in Nature Geoscience veröffentlichte ‚Studie leitete. „Im Vergleich dazu hat der Mars zwei winzige Monde, die wie Kartoffeln aussehen, während die Monde der Riesenplaneten nur einen kleinen Teil ihres Gesamtsystems ausmachen“.
Im Jahr 2005 führte SwRI-Vizepräsident Dr. Robin Canup Simulationen durch, die erstmals zeigten, dass das Paar Pluto-Charon durch eine Riesenkollision entstanden sein könnte. Diese vereinfachten frühen Modelle behandelten das kollidierende Material jedoch als ein kraftloses Fluid. In den letzten fünf Jahren wurden die Modelle für die Entstehung von Einschlägen weiterentwickelt und die Festigkeitseigenschaften des Materials einbezogen. Die Einbeziehung dieser Informationen in die Simulation führte dazu, dass Pluto sich so verhält, als hätte er einen von Eis bedeckten Gesteinskern, was das Ergebnis erheblich verändert.
„In früheren Modellen kam es beim Aufprall von Proto-Charon auf Proto-Pluto zu einer massiven Scherwirkung von Flüssigkeiten, die wie zwei Kleckse in einer Lavalampe aussahen, welche sich bogen und umeinander herumwirbelten“, sagte Denton. „Wenn man die strukturellen Eigenschaften hinzufügt, kann die Reibung den Aufprallimpuls verteilen, was zu einem ‚Kiss-and-Capture‘-Prozess führt.
Wenn Pluto und Charon kollidieren, kleben sie in der Form eines Schneemanns zusammen. Sie rotieren als ein Körper, bis Pluto Charon in eine stabile Umlaufbahn drängt.
„Die meisten kosmischen Kollisionen sind so genannte Hit-and-Run-Kollisionen, bei denen ein Impaktor einen Planeten trifft und weiterfliegt“, sagte Denton. „Oder ein Impaktor trifft einen Planeten und sie verschmelzen, was als Streifschuss und Verschmelzung bezeichnet wird. Für das System Pluto-Charon haben wir ein neues Paradigma, bei dem die beiden Körper zusammenstoßen und dann aneinander haften, aber nicht verschmelzen, weil sie sich wie Fels und Eis verhalten.“
Video-Link: https://youtu.be/cI0VXA3E_bc
Pluto und Charon haben wahrscheinlich etwas Material untereinander ausgetauscht, aber nicht viel Material an das Sonnensystem verloren. Pluto ist größer und bestand anfangs aus viel mehr Gestein als aus Eis, während Charon kleiner ist und zu etwa 50 % aus Gestein und 50 % aus Eis besteht. Die Körper behalten ihre strukturelle Integrität und trennen sich schließlich, wobei wahrscheinlich die alten Strukturen beider Körper, die sich ursprünglich im Kuipergürtel gebildet haben, erhalten bleiben. Die inneren Strukturen könnten sehr alt sein.
„Und dieses Kollisionsszenario unterstützt die Bildung anderer Monde, wie die vier anderen winzigen, klumpigen Satelliten des Pluto“, sagte sie.
Dieses neue Modell sagt uns, wie der Einschlag stattgefunden haben könnte, aber nicht, wann. Das ist von Bedeutung, vor allem, weil Pluto geologisch aktiv sein und einen flüssigen Ozean unter seiner eisigen Oberfläche aufweisen könnte.
„Selbst wenn Pluto zu Beginn wirklich kalt ist, was aus der Perspektive der Entwicklung des Sonnensystems mehr Sinn macht, könnten der gigantische Einschlag und die anschließenden Gezeitenkräfte nach der Trennung zu einem Ozean führen“, sagte Denton. „Und das hat ziemlich große Auswirkungen auf den Kuipergürtel als Ganzes, denn acht der zehn größten Kuipergürtel-Objekte sind Pluto und Charon ähnlich.“
(THK)
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