Gigantischer Asteroideneinschlag verschob die Achse des größten Mondes des Sonnensystems, wie eine Studie zeigt

Vor rund 4 Milliarden Jahren traf ein Asteroid den Jupitermond Ganymed. Nun hat ein Forscher der Universität Kobe festgestellt, dass sich die Achse des größten Mondes des Sonnensystems infolge des Einschlags verschoben hat. Dies bestätigte, dass der Asteroid rund 20 Mal größer war als der, der das Zeitalter der Dinosaurier auf der Erde beendete, und einen der größten Einschläge mit deutlichen Spuren im Sonnensystem verursachte.

Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem, größer sogar als der Planet Merkur, und ist auch wegen der flüssigen Wasserozeane unter seiner eisigen Oberfläche interessant. Wie der Erdmond ist er gezeitengebunden, was bedeutet, dass er dem Planeten, den er umkreist, immer dieselbe Seite zuwendet und somit auch eine ihm abgewandte Seite hat. Auf großen Teilen seiner Oberfläche ist der Mond von Furchen bedeckt, die konzentrische Kreise um einen bestimmten Punkt bilden, was Forscher in den 1980er Jahren zu dem Schluss brachte, dass sie das Ergebnis eines großen Einschlagsereignisses waren.

„Die Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Kallisto haben alle interessante individuelle Merkmale, aber was meine Aufmerksamkeit erregte, waren diese Furchen auf Ganymed“, sagt der Planetologe Hirata Naoyuki von der Universität Kobe. „Wir wissen, dass diese Struktur durch einen Asteroideneinschlag vor etwa 4 Milliarden Jahren entstanden ist, aber wir waren uns nicht sicher, wie groß dieser Einschlag war und welche Auswirkungen er auf den Mond hatte.“

Daten von diesem fernen Objekt sind rar, was die Forschung sehr schwierig macht. So war Hirata der erste, der erkannte, dass der angebliche Einschlagsort fast genau auf dem Meridian liegt, der am weitesten von Jupiter entfernt ist. Aus Ähnlichkeiten mit einem Einschlagsereignis auf Pluto, das eine Verschiebung der Rotationsachse des Zwergplaneten verursachte, und aus Erkenntnissen der Raumsonde New Horizons ließ sich schließen, dass auch Ganymed eine solche Neuausrichtung erfahren hatte. Hirata ist Spezialist für die Simulation von Einschlagsereignissen auf Monden und Asteroiden. Diese Erkenntnis ermöglichte es ihm, zu berechnen, welche Art von Einschlag diese Neuausrichtung verursacht haben könnte.

In der Zeitschrift Wissenschaftliche Berichtehat der Forscher der Universität Kobe nun veröffentlicht, dass der Asteroid wahrscheinlich einen Durchmesser von rund 300 Kilometern hatte, also etwa 20 Mal so groß wie der Asteroid, der vor 65 Millionen Jahren die Erde traf und das Zeitalter der Dinosaurier beendete, und einen vorübergehenden Krater mit einem Durchmesser zwischen 1.400 und 1.600 Kilometern hinterließ. (Vorübergehende Krater, die in Labor- und Computersimulationen häufig verwendet werden, sind die Hohlräume, die direkt nach der Kraterausgrabung entstehen und bevor sich Material im und um den Krater ablagert.)

Erst bei einem Einschlag dieser Größenordnung wäre es seinen Simulationen zufolge wahrscheinlich, dass die veränderte Massenverteilung dazu führen könnte, dass sich die Rotationsachse des Mondes in ihre heutige Position verschiebt. Dieses Ergebnis gilt unabhängig davon, an welcher Stelle der Oberfläche der Einschlag stattgefunden hat.

„Ich möchte die Entstehung und Entwicklung von Ganymed und anderen Jupitermonden verstehen. Der gewaltige Einschlag muss einen erheblichen Einfluss auf die frühe Entwicklung von Ganymed gehabt haben, aber die thermischen und strukturellen Auswirkungen des Einschlags auf das Innere von Ganymed sind bisher überhaupt nicht untersucht worden. Ich glaube, dass als nächstes weitere Forschungen zur inneren Entwicklung von Eismonden durchgeführt werden könnten“, erklärt Hirata.

Ganymed ist wegen seiner unterirdischen Ozeane interessant und das Endziel der ESA-Raumsonde JUICE. Wenn alles gut geht, wird die Raumsonde 2034 in eine Umlaufbahn um den Mond eintreten und sechs Monate lang Beobachtungen durchführen. Dabei werden sie eine Fülle von Daten zur Erde senden, die bei der Beantwortung von Hiratas Fragen helfen werden.