Een nieuwe theorie over het ontstaan van de maan zou een langlopend mysterie kunnen oplossen.
De maan komt misschien voort uit een van gedaante wisselende planeet aarde. Ongeveer 4,5 miljard jaar geleden veranderde een botsing onze planeet tot een kolkende, ziedende massa van verdampt gesteente. Van een afstandje leek dit nog het meest op een in elkaar gedrukte, met jam gevulde donut. In de gezwollen randen van die donutwolk is de maan ontstaan. Dat is tenminste wat een nieuw model suggereert.
Wetenschappers vermoedden al langer dat ons kosmische vriendje is ontstaan nadat een hemellichaam ter grootte van Mars – ook wel bekend als Theia – tegen de jonge aarde aan knalde. Hierbij werd gesmolten gesteente de ruimte in geslingerd, dat daarna samenklonterde tot de maan. Een maan die zo gevormd is, zou voornamelijk bestaan uit gesteente van Theia. Maar uit metingen aan maanrotsen die op Apollo-missies verzameld zijn, blijkt dat de maan uit praktisch hetzelfde spul bestaat als de aarde.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Hete wolk
Harvard-student Simon Lock ontdekte een paar jaar geleden een mogelijke oplossing voor dit probleem. Toen hij samen met zijn onderzoeksbegeleider de vroege botsing simuleerde, kwam daar geen jonge aarde omringd door een schijf van puin uit. Integendeel, het leek erop dat de botsing met Theia de aarde zo veel heter maakte en zo veel sneller om zijn as liet draaien, dat deze verdampte tot een jamdonut-achtige wolk van gloeiend heet materiaal.
Dit resultaat was verbazingwekkend. ‘We hebben twee jaar lang onze tanden stukgebeten op deze uitkomst’, vertelt Lock. ‘Maar langzaam vielen de puzzelstukken in elkaar en begonnen we te begrijpen wat er aan de hand was.’
De ‘hete donutwolk’ werd synestia gedoopt door de onderzoekers. De onderzoekers denken dat de meeste planeten, en zelfs sommige sterren, op een bepaald moment in hun leven na zo’n ruimtebotsing een synestia werden. En nu geloven ze dat het ook de geboorte van de maan kan verklaren.
Afkoelende synestia
Binnen in de synestia is het, met grofweg 3000 graden Celsius, verzengend heet. De rand van de synestia vormt geen duidelijk oppervlak, maar wordt gevormd door wolken gesmolten gesteende waaruit silica regent. Die regenval is wel tien keer zo hevig als de regenbuien die vandaag de dag in orkanen voorkomen.
Ook vliegen brokken puin rond. Stuiten die brokken puin op elkaar, dan kunnen ze een proto-maan vormen. Daarop regent de silica neer, waardoor de maan-in-wording steeds groter wordt.
Ondertussen wordt de synestia kouder en kleiner. Daardoor verschijnt onze maan vanuit de synestia, en laat de wolk verzengend aardmateriaal achter zich. Deze blijft verder afkoelen en krimpen tot het begint te lijken op onze vertrouwde planeet.
Het model verklaart waarom de maan in chemische samenstelling een kloon van de aarde is, maar zonder de makkelijk verdampende elementen, zoals kalium en natrium.
Josh Eisner van de universiteit van Arizona, Tucson, die niet betrokken is bij de studie, zegt onder de indruk te zijn van het detailniveau van het model. ‘Ze hebben geprobeerd hier écht een model van te maken, geen schema of schets.’
Meer leefbare planeten?
Eerder werd gedacht dat Theia – de Mars-achtige planeet die insloeg op aarde – ófwel heel groot was, ófwel behoorlijk klein. Lock en zijn collega’s ontdekten daarentegen dat Theia het hele spectrum kan bestrijken, van groot tot klein, en nog steeds de synestia kan veroorzaken.
Dat betekent ook dat synestia’s redelijk makkelijk kunnen ontstaan en misschien wel op allerlei plaatsen in het heelal kunnen opduiken. En als dat zo is, dan zouden grote manen zoals de onze dus ook overal kunnen voorkomen. Een opwindend resultaat, aldus Eisner, want sommige wetenschappers geloven dat zo’n grote maan belangrijk is voor de leefbaarheid van een planeet.
Door onze maan draait de aarde bijvoorbeeld relatief stabiel om haar eigen as. Daardoor is het klimaat op aarde vrij constant en schieten we niet heen en weer tussen extreem koude en extreem warme perioden. Als grote manen dus veel meer voorkomen in ons sterrenstelsel dan gedacht, dan zijn er misschien ook wel veel meer leefbare planeten.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: