Die Venus hatte womöglich einen Mond – und verschluckte ihn
Die Venus ähnelt der Erde in vielerlei Hinsicht: Unser Nachbarplanet hat eine vergleichbare Grösse, Masse und Struktur. Doch ein Unterschied fällt sofort ins Auge – die Venus hat keinen Mond. Warum das so ist, beschäftigt Wissenschaftler schon seit langem. Nun gibt es eine mögliche Erklärung: Die Venus hat ihren Mond verschlungen.
Im frühen Sonnensystem sind wahrscheinlich viele grosse Objekte auf die Venus geprallt, was zur Entstehung eines Mondes geführt haben könnte – ähnlich wie bei dem Rieseneinschlag, von dem man annimmt, dass er den Erdmond hervorgebracht hat. «Die Wahrscheinlichkeit ist sehr hoch, dass es auf der Venus tatsächlich einen Einschlag gab, der zur Entstehung eines Mondes führte», sagt der Astrophysiker Stephen Kane von der University of California in Riverside.
Dass die Venus heute keinen Mond hat, ist daher recht ungewöhnlich, doch Kane und sein Team haben möglicherweise eine Erklärung dafür, die sie in einer Studie im Fachblatt The Astrophysical Journal veröffentlicht haben. Sie haben modelliert, was passiert wäre, wenn die Venus einen Mond gehabt hätte, und festgestellt, dass dieser in fast allen Szenarien vom Planeten verschlungen worden wäre und heute längst nicht mehr existieren würde.
Beobachtungen mit dem Las Campanas Observatorium in Chile haben 2009 nachgewiesen, dass die Venus keinen Satelliten hat, der einen Durchmesser von mehr als 1 Kilometer hat.
«Meine Studie zeigt, dass die Venus keine Katastrophe benötigte, um zu dem zu werden, was wir heute sehen», erklärt Kane. «Es hat sich herausgestellt, dass die Schwerkraft des Planeten selbst in Verbindung mit seiner Rotationsgeschwindigkeit auf natürliche Weise dafür sorgte, dass der Mond auf ihn stürzte.»
Eine Frage der Rotationsgeschwindigkeit
Um zu verstehen, wie das möglich ist, müssen wir einen Blick auf unseren eigenen Mond werfen. Dank der Spiegel, die während der Apollo-11-Mission auf der Mondoberfläche zurückgelassen wurden, lässt sich die Entfernung zwischen Erde und Mond sehr genau messen. «Wir wissen, dass sich der Mond langsam mit einer Geschwindigkeit von etwa 4 Zentimetern pro Jahr von der Erde entfernt», stellt Kane fest.
Das hängt mit der relativ schnellen Rotation der Erde zusammen. Unser Planet dreht sich in etwa 24 Stunden einmal um seine eigene Achse. Die Energie aus dieser Rotation wird auf den Mond übertragen, wodurch sich dieser langsam von uns entfernt.
Die Venus hingegen dreht sich viel langsamer, möglicherweise aufgrund ihrer dichten Atmosphäre. Eine vollständige Umdrehung dauert sage und schreibe 243 Erdentage, während ihr Umlauf um die Sonne nur 225 Tage dauert – ein Venustag dauert länger als ein Venusjahr. Daher erwartet einen möglichen Mond ein ganz anderes Schicksal: Die Kombination aus der langsamen Rotation und der Schwerkraft der Venus sorgt dafür, dass ein solcher Mond langsam nach innen spiralförmig hinabgleitet. Schliesslich kommt es zu einer Kollision mit dem Planeten.
Verschiedene Szenarien modelliert
Kane testete das Szenario mit Computermodellen, die nachbilden, wie Himmelskörper durch die Schwerkraft aufeinander einwirken. Zunächst simulierte er die Entwicklung der Erde und ihres Mondes, um zu überprüfen, ob das Modell ein bekanntes System korrekt wiedergeben konnte.
Anschliessend variierte er die Rotationsgeschwindigkeit der Venus und die Masse hypothetischer Monde. Diese hatten zwischen der Hälfte und dem Zehnfachen der Masse unseres Mondes. In den meisten Simulationen war das Ergebnis dasselbe: Der Mond stürzte auf die Venus. Je schwerer der Mond war, desto schneller geschah dies. So hätte ein Mond mit etwa der halben Masse des Erdmondes 1,7 Milliarden Jahre lang um die Venus kreisen können. Bei der doppelten Masse unseres Mondes hätte er aufgrund der stärkeren Gezeitenkräfte nur 30 Millionen Jahre überlebt.
Tod an der Roche-Grenze
Sobald der Mond eine Entfernung von etwa 15'000 Kilometern erreicht hätte, wäre er auf eine Grenze gestossen, die als Roche-Grenze bekannt ist. «An dieser Stelle reisst die Schwerkraft der Venus den Mond auseinander, und es kommt zu seiner Zerstörung», erklärt Kane. Die Trümmer des Mondes hätten vorübergehend einen Ring um die Venus gebildet, bis sie in die Atmosphäre gefallen wären.
Blick von oben auf die Bahnebene des Satelliten: Simulation eines flüssigen Satelliten, der nur durch seine eigene Gravitation zusammengehalten wird. Weit entfernt von der Roche-Grenze bildet die Masse des Satelliten (rot/blau) annähernd eine Kugel.
Die Studie beweist damit nicht, dass die Venus tatsächlich jemals einen Mond gehabt hat. Ob sich einer gebildet hat, bleibt eine offene Frage. Es zeigt sich jedoch, dass ein Mond um die Venus nicht unbegrenzt hätte bestehen können.
Mögliche Beweise im Venusinneren
Direkte Beweise zu finden dürfte schwierig sein. Etwa 80 Prozent der Oberfläche der Venus weisen ein vergleichbares Alter auf. Das deutet auf eine umfassende geologische Erneuerung der Oberfläche vor etwa einer Milliarde Jahren hin, bei der ein Grossteil der früheren geologischen Geschichte ausgelöscht wurde.
Mögliche Hinweise könnten daher tief unter der Oberfläche des Planeten liegen. Seismische Untersuchungen haben im Inneren der Erde besondere Strukturen aufgedeckt, bei denen es sich möglicherweise um Überreste des gewaltigen Zusammenstosses handelt, durch den unser Mond entstanden ist. Vergleichbare Messungen auf der Venus könnten Hinweise darauf liefern, dass auch dieser Planet einst einen Mond verschlungen hat.
Schicksal der Venus verändert?
Ein Zusammenstoss hätte zudem enorme Energiemengen freigesetzt und damit möglicherweise die Rotation, die Geologie und das Klima der Venus verändert. Falls der Planet einst Ozeane oder andere für Leben günstige Bedingungen aufwies, könnte ein solches Ereignis die weitere Entwicklung beeinflusst haben.
Die Entdeckung hat somit Auswirkungen auf die Suche nach erdähnlichen Planeten um andere Sterne. Ein Planet kann durchaus einen Mond bilden und diesen später wieder verlieren, wenn er sich zu langsam dreht. «Meiner Meinung nach hat ein Mond zwar Vorteile, ist aber für die Bewohnbarkeit nicht zwingend erforderlich», sagt Kane. «Der Mond hat die Entwicklung der Erde im Laufe der Zeit zweifellos verändert, aber wir wissen noch nicht genau, wie wichtig diese Rolle ist.»
Und das macht die Venus möglicherweise zu einer Warnung für andere langsam rotierende Welten. «Wenn Menschen über Zwillingsplaneten der Erde um andere Sterne nachdenken, lautet eine der Fragen, die sie sich stellen: ‹Gibt es einen Mond?›», erklärt Kane. «Meine Studie zeigt für viele dieser Fälle ein beunruhigendes Szenario auf. Wenn sich diese Planeten nicht schnell genug drehen, stürzt der Mond auf die Oberfläche, und das würde den Verlauf der Geschichte dieser Planeten verändern.» (dhr)
