Een gloeiend hete donutwolk schiep mogelijk de maan

Een nieuwe theorie over het ontstaan van de maan zou een langlopend mysterie kunnen oplossen.

Zo zag de botsing tussen Theia en de aarde er misschien uit. Bron: NASA/JPL-Caltech

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.

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.

De vroege aarde had wel iets weg van deze met jam gevulde donut.

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.’

LEESTIP Meer spannende verhalen over planeten lees je in Exoplaneten van Joris Janssen. Nu voor maar €10,00. Bestel nu in onze webshop.

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:

7 Reacties

  • Jan

    | Beantwoorden

    Het is weer en ik citeer: zou, mogelijk, kunnen, geloven en misschien. We weten het dus niet, jammer!

    • Mieke Roth

      | Beantwoorden

      Ik ben juist blij dat ze die nuance aanbrengen. Zo gaat het namelijk met echt wetenschappelijk onderzoek: je hebt een theorie. Die probeer je te bewijzen met behulp van een model (dit model is overigens een hele mooie, juist ook omdat Theia niet perse een bepaalde grootte hoeft te hebben). Blijken de uitkomsten van dat model te kloppen met de theorie, dan ga je op zoek naar bewijzen “in het wild”. In dit geval dus grote manen bij planeten. Vind je ze (in de juiste verhoudingen) dan heb je in ieder geval een aanwijzing dat je in de goede richting zit te denken. Vind je ze niet, dan terug naar de tekentafel en kijken waarom niet.
      Wetenschap hangt van nuance aan elkaar.

  • Maarten

    | Beantwoorden

    Jammer dat er dan niet een fotootje van een donut bij staat, maar van een ander soort gevuld broodje…

  • Rob

    | Beantwoorden

    Wetenschappers zouden eens moeten beginnen met feiten..die voor iedereen te controleren zijn..voordat er op los gefantaseerd wordt.

  • jw

    | Beantwoorden

    ok rob, als jij nu even de astronomie-studie doet, en een gevorderde cursus computerkunde, scheikunde, en nog zo wat, dan kun jij ook behoren tot de IEDEREEN die de feiten kan controleren.
    Hoe minder kennis men heeft, hoe meer er gefantaseerd wordt over wetenschappers die ons in de maling nemen.

  • Rob

    | Beantwoorden

    @jw, Welk doel dient volgens jou de wetenschap? Volgens mij, onze wereld meer inzichtelijk maken met bewijsbare zaken.
    Wetenschappers nemen ons alleen in de maling als we dat laten gebeuren.
    Ben het eens met @Jan, dit hoort (ook) thuis in de categorie ‘fantaseren en filosoferen’.

    “That which can be asserted without evidence, can be dismissed without evidence”

  • Hans

    | Beantwoorden

    Interessante theorie.
    En inderdaad, het viel mij ook op dat ze nu uitgerekend een foto van een broodje erbij zetten dat soms ook een donut wordt genoemd (in Limburg noemen ze dit volgens mij een ‘nonnenvod’) maar die niet de typische ‘donut’ vorm (ringvorm) heeft. Dat is nu net waar deze theorie over gaat!

Plaats een reactie