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This artist's concept shows a celestial body about the size of our moon slamming at great speed into a body the size of Mercury. NASA's Spitzer Space Telescope found evidence that a high-speed collision of this sort occurred a few thousand years ago around a young star, called HD 172555, still in the early stages of planet formation. The star is about 100 light-years from Earth.

Spitzer detected the signatures of vaporized and melted rock, in addition to rubble, all flung out from the giant impact. Further evidence from the infrared telescope shows that these two bodies must have been traveling at a velocity relative to each other of at least 10 kilometers per second (about 22,400 miles per hour).  

As the bodies slammed into each other, a huge flash of light would have been emitted. Rocky surfaces were vaporized and melted, and hot matter was sprayed everywhere. Spitzer detected the vaporized rock in the form of silicon monoxide gas, and the melted rock as a glassy substance called obsidian. On Earth, silica can be found around volcanoes in black glassy rocks called obsidian, and around meteor craters in small rocks called tektites. 

Shock waves from the collision would have traveled through the planet, throwing rocky rubble into space. Spitzer also detected the signatures of this rubble.

In the end, the larger planet is left skinned, stripped of its outer layers. The core of the smaller body and most of its surface were absorbed by the larger one. This merging of rocky bodies is how planets like Earth are thought to form. 

Astronomers say a similar type of event stripped Mercury of its crust early on in the formation of our solar system, flinging the removed material away from Mercury, out into space and into the sun. Our moon was also formed by this type of high-speed impact: a body the size of Mars is thought to have slammed into a young Earth about 30 to 100 million years after the sun formed. The sun is now 4.5 billion years old. According to this theory,

Künstlerische Darstellung des Zusammenpralls der Erde mit einem Objekt von etwas kleinerer Grösse als der Mars.  Bild: Nasa/JPL-Caltech

Neue Berechnung

Der Mond entstand vor 4,47 Milliarden Jahren

Etwa 95 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems prallte ein marsgrosser Himmelskörper auf die entstehende Erde – das war die Geburt des Mondes. 



Der Mond hat sich nach neuen Berechnungen von Astrophysikern vor rund 4,47 Milliarden Jahren gebildet. Dies geschah in einer Kollision, bei der auch die heutige Struktur der Erde ausgebildet wurde, wie aus einer Studie hervorgeht, die am Donnerstag in der Fachzeitschrift «Nature» veröffentlicht wurde. Demnach prallte ein marsgrosser Himmelskörper auf die entstehende Erde und trug damit auch zur Entstehung eines metallenen Kerns und einer aus Felsen bestehenden Hülle bei. Aus dem Himmelskörper entstand der Mond, und zwar ungefähr 95 Millionen Jahre nach der Entstehung unseres Sonnensystems. 

Grundlage für diese Datierung ist eine neue Computersimulation, die der Astrophysiker Seth Jacobson von der französischen Sternwarte der Côte d'Azur in Nizza mit einigen Kollegen aus Frankreich, Deutschland und den USA entwickelt hat. Sie gingen der Frage nach, wie sich im frühen Sonnensystem Staub und Gesteinsbrocken zu winzigen Planeten formten. Ihrem Rechenmodell zufolge wuchsen diese Planetenembryonen dann durch Zusammenprall zu den Felsplaneten an, die wir heute kennen – Merkur, Venus, Erde und Mars. 

Neues Rechenmodell

Frühere Schätzungen datierten den Zeitpunkt, an dem die Erde fertig geformt war, innerhalb der ersten 150 Millionen Jahre des Sonnensystems. Diese Zeitspanne war aber nur schwer einzugrenzen, weil radiometrische Analysen, die das Abklingen der Radioaktivität in Gesteinsproben messen, je nach Alter der Proben zu unterschiedlichen Ergebnissen kamen. 

Das neue Rechenmodell hat einen anderen Ansatz: Es legt einen Zeitplan für das Anwachsen der Erde fest und berechnet dann, wie viel Material nach den aufeinanderfolgenden Einschlägen zu der Masse der Erde hinzugerechnet werden muss. Demnach war die Erde etwa 95 Millionen Jahre nach der Geburt des Sonnensystems ausgeformt – und brauchte damit am längsten von allen Planeten. 

Die Forscher räumen allerdings eine mögliche Abweichung von plus oder minus 32 Millionen Jahren ein. Ihr Ergebnis stimmt mit einigen Schätzungen überein, die auf radiometrischen Analysen beruhen. (dhr/sda/afp)

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