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Und jetzt mal was zu Merkur, dem planetaren Stiefkind des inneren Sonnensystems. Gerade mal besucht von 2 Sonden (bald 3). Keine Landungen, und nur ganz vielleicht Meteorite.

Was man von Merkur weiß, ist dass er zu etwa 70% aus einem Eisenkern besteht. Und dass muss halt auch erklärt werden. In einem jetzt in Science erschienenen Paper Mercury and other iron-rich planetary bodies as relics of inefficient accretion
versuchen dies Erik Asphaug und Andreas Reufer mittels einer Modellierung. Dabei wurden verschiedene Szenarien durchgespielt, in denen Protoplaneten (also noch nicht ganz fertige Planeten) im frühen Sonnensystem miteinander kollidierten. Das hört sich zunächst etwas abgefahren an, ist es aber nicht.
Das größere Körper in einender rauschen gehört zur Spätphase des Planetenwachstums, und wird auch in anderen, sich momentan in dieser Phase befindenden Sonnensystemen beobachtet.

Ähnliche Gedanken haben sich auch Sarid et al. gemacht, in der Wissenschaft werkeln meist mehrere am gleichen Problem, und eine Seite hat dann halt das Paper als erstes draußen.

Um einen Planeten wie Merkur mit großem Eisenkern zu erklären, muss man auf irgendeine Weise den Silikat Mantel größtenteils loswerden. Der beste Weg ist (laut den Modellen), wenn Ur-Merkur mit einem größeren Planeten kollidierte, und dieser gleich einem Stufenschläger auf dem Schulhof einen ordentlichen Teil seines Silkatmantels abnahm. Interessant zu spekulieren, wer der größere Körper war – vielleicht gar Ur-Venus (wie hier in einem sehr schönen Video vom Meister persönlich gezeigt) oder Ur-Erde. Weitere, ähnliche Animationen von Sarah Steward hier.

Dabei handelt es sich nicht um eine Frontal-Kollision. Diese wurde in früheren Modellierungen in Betracht gezogen, und kann zum Teil Merkur erklären. Asphaug und Reufer kommen zum Schluss, dass es sich um eine Hit and Run Kollision handelte. Dieser Begriff stammt von Asphaug selber, der sich sehr intensiv mit solchen Kollisonsereignissen und deren Auswirkungen auf die Planeten befasst hat. In einer Hit and Run Kollision streift der kleinere Körper (Projektil) den größeren (Target, Ziel) nur, und rauscht durch den Mantel des Zieles. Bedie Körper bleibt im Prinzip intakt, auch wenn gerade der kleinere (Projektil) ziemlich zerlegt wird. Die Trümmer re-akkretieren nah dem Zusammenstoß wieder. Allerdings, und das ist der Kern der Sache, verliert der kleinere Körper Masse an den Größeren, vor allem die Weichteile – Mantel und Krustenmaterial mit den volatilen (Wasser, Atmosphere, Organik), während der Eisenkern keine Masse verliert. Und das hätte interessante Konsequenzen – wenn heranwachsende Planeten im Wachstum mehrfach solche Prozesse durchlaufen (zwangsläufig), so reißen die großen Planeten mehr von den volatilen Bestandteilen an sich , während die kleineren diese verlieren. Im inneren Sonnensystem ist der größte Planet (Erde) feucht mit viel Silkat um den Kern, der kleinste, Merkur hat einen (im Verhältnis) Riesenkern.

Das ganze braucht nicht einmal einen direkten Kontakt – wenn ein Projektil nur sehr knapp vorbeifliegt, reichen die Gezeitenkräfte schon aus, um einen Körper so richtig zu zerlegen.
Ein schönes Paper, in dem alles für die ganze Bandbreite bis hin zu Supererden durchgerechnet wurde, ist

Collisions between Gravity-dominated Bodies. II. The Diversity of Impact Outcomes during the End Stage of Planet Formation von Sarah Stewart und Zoe Leinhardt (hier auf arXiv für lau). Auf der Webseite von Sarah Stewart kann man sich die Diagramme beliebig ausrechnen lassen.

Dies Kollisionen führen je nach relativer Masse der kollidierenden Körper, Geschwindigkeit und Kontaktwinkel zu kompletter Verschmelzung, Massenverlust des kleineren Körpers oder gar Totalzerlegung. Und das Alles hat natürlich Auswirkungen auf die Zusammensetzung der planetaren Körper.

Und das hätte noch weitreichendere Konsequenzen. In seinem epischen Paper Similar-sized collisions and the diversity of planets von 2010 hat Asphaug einen malerischen Vergleich für die Entstehung der kleineren planetaren Körper in unserem Sonnensystem:

„As with an epic military campaign in which nearly all of the soldiers have fallen, the survivors have tales of miraculous good fortune to recount.“

Und das bedeutet auch, dass in anderen Planetensystemen selbst erdgroße Planeten tote, trockene Zombie-Welten sind, soweit größere ‚Supererden‘ im inneren Planetensystem vorkommen – da die großen Jungs ihnen die flüchtigeren Bestandteile abgenommen haben.

4 Kommentare zu “Planetare Streifschüsse und Zombie-Erden

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