Wenn Theia mit der Erde kollidiert wäre, hätte sie Ringe produziert? Wenn ja, würden wir erwarten, heute noch zumindest einige Überreste zu sehen?

Bevor ich auf die eigentliche Frage eingehe, möchte ich nur zwei Dinge präzisieren:

  1. Vor einigen Milliarden Jahren soll ein Planet namens Theia, so groß wie der Mars, mit der Erde zusammengestoßen sein , was zur Entstehung des Mondes geführt hat.
  2. Wenn ein Asteroid oder Mond die Roche-Grenze passiert, bricht er auseinander und bildet Ringe um den Primärkörper.

Diese beiden Dinge brachten mich zum Nachdenken,

  1. Wenn das Ereignis eingetreten wäre und Theia die Roche-Grenze überschritten hätte (weil sie auf die Erde gekracht ist), hätte es dann zur Bildung von Erdringen geführt?
  2. Wenn ja, würden wir erwarten, heute noch zumindest einige Überreste zu sehen?

Verschiedene, aber verwandte Fragen zu Theia und der Giant Impact Hypothesis :

Der gigantische Einschlag ereignete sich vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, nicht vor ein paar Millionen Jahren.
Ich habe Ihre Frage bearbeitet, um sie von der anderen Frage zu unterscheiden, und einige zusätzliche Links hinzugefügt, und dann für die Wiedereröffnung gestimmt. Ich denke, dies kann jetzt eine gute und einzigartige Antwort oder drei haben. :-)
@uhoh vielen Dank, ich hoffe wirklich, dass diese Frage erneut geöffnet wird, da ich keine Antwort auf meine Frage habe. Vielen Dank :)
Nein, der Gravitationseinfluss des Mondes würde wahrscheinlich die Trümmer herausschleudern.
@IshaanManish, es gibt bereits vier Wiedereröffnungsstimmen, es fehlt nur noch eine!
@uhoh Es ist wieder geöffnet! Vielen Dank für deine Hilfe!
Wer hat dafür gestimmt, diese Frage erneut zu öffnen, die eindeutig ein Duplikat ist (und in der ursprünglichen Form eindeutig Unsinn war)? Was ist der Punkt?
Re Wenn ein Asteroid oder Mond die Roche-Grenze passiert, bricht er auseinander und bildet Ringe um den Primärkörper. Dies ist ein häufig missverstandenes Konzept der Roche-Grenze. Wenn das wahr wäre, wäre es unmöglich, Raumfahrzeuge in einer niedrigen Erdumlaufbahn zu haben. Das Roche-Limit gilt für Gegenstände, die nur durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Objekte mit chemischen Bindungen zwischen Partikeln (z. B. Felsen oder Eis oder künstliche Satelliten) können weit innerhalb der Roche-Grenze intakt bleiben.
@DavidHammen das wird oft vernachlässigt. Sogar die Erörterung von Planeten aufgrund ihrer Definition als "ausschließlich durch die Schwerkraft gehalten" und nicht als "durch die Schwerkraft geformt".

Antworten (2)

Das Wichtigste zuerst, aber in diesem Fall das Zweite zuerst.

  1. Wenn ein Asteroid oder Mond die Roche-Grenze passiert, bricht er auseinander und bildet Ringe um den Primärkörper.

Dies ist ein weit verbreitetes Missverständnis der Roche-Grenze. Die Roche-Grenze bezieht sich auf Objekte, die nur durch Gravitation zusammengehalten werden. Sobald chemische Bindungen ins Spiel kommen, ist die Roche-Grenze keine Grenze mehr. Ein festes oder flüssiges Objekt, das sowohl durch chemische Bindungen als auch durch Eigengravitation zusammengehalten wird, kann sich selbst weit innerhalb der Roche-Grenze zusammenhalten.

Wenn die Rieseneinschlagshypothese Gültigkeit hat, hätten das Objekt (oder mehrere Objekte im Fall von Varianten der Rieseneinschlagshypothese, die mehr als einen Rieseneinschlag postulieren) die Erde nahezu unbeschädigt getroffen.

Diese beiden Dinge brachten mich zum Nachdenken,

  1. Wenn das Ereignis eingetreten wäre und Theia die Roche-Grenze überschritten hätte (weil sie auf die Erde gekracht ist), hätte es dann zur Bildung von Erdringen geführt?

Das Roche-Limit kam nach der Kollision ins Spiel. Der Mond muss sich außerhalb der Roche-Grenze aus dem Trümmerfeld des Rieseneinschlags gebildet haben. Es gibt eine noch bedeutendere Grenze in Bezug darauf, wo sich unser Mond gebildet haben könnte, und das ist die geostationäre Höhe zum Zeitpunkt der Mondentstehung. Gezeitenkräfte bewirken, dass Objekte, die näher an der geostationären Höhe kreisen, nach innen wandern, aber Objekte, die jenseits der geostationären Höhe kreisen, nach außen wandern. Unser Mond würde nicht existieren, wenn er sich in weniger als geostationärer Höhe gebildet hätte.

Die geostationäre Höhe zu der Zeit, als der Mond entstand, wäre viel näher an der Erde gewesen als heute, vielleicht nur ~10600 km vom Erdmittelpunkt entfernt, wenn sich die Erde alle drei Stunden mit einer Umdrehung dreht, oder ~16800 km, wenn die Erde rotiert dreht sich alle sechs Stunden um eine Umdrehung. (Dieser Bereich von drei bis sechs Stunden stellt Schätzungen darüber dar, wie schnell die Erde kurz nach dem gigantischen Einschlag ist.)

Wenn die Rieseneinschlagshypothese überhaupt richtig ist, hätte sich kurz nach der Kollision eine Trümmerscheibe ("Ringsystem") gebildet, wobei "kurz" einige Jahrzehnte, vielleicht einige Jahrhunderte bedeutet.

  1. Wenn ja, würden wir erwarten, heute noch zumindest einige Überreste zu sehen?

Nein. Der entstehende Mond hätte einen Großteil der Trümmerscheibe erfasst. Einiges von dem, was übrig blieb, wäre schnell aus dem Erde-Mond-System ausgestoßen worden, einiges wäre schnell zurück zur Erde getrieben worden, und das wenige, was übrig geblieben wäre, wäre schließlich aus dem System ausgestoßen worden, zurück auf die Erde zerfallen oder hineingestürzt der Mond. 4,4 Milliarden Jahre sind eine lange, lange Zeit.

tl;dr Vielleicht hat es Ringe gemacht, aber sie sind heute sicherlich nicht mehr da.

Der ganze Grund, warum die Roche-Grenze existiert, liegt in den Gezeitenkräften, und der ganze Grund, warum Gezeitenkräfte existieren, liegt darin, dass wir uns dafür entschieden haben, in nicht-trägen Referenzrahmen zu arbeiten. Wenn Sie kein Objekt umkreisen, gibt es keine Gezeitenkräfte von diesem Objekt. So wie ein Meteor oder Asteroid die Roche-Grenze passieren und uns treffen kann, ohne allzu sehr von den Gezeitenkräften beeinflusst zu werden, würde Theia meiner Meinung nach das tun. Wenn es nun eine Art seltsame binäre Drehung mit der Erde beginnen und sich langsam zusammendrehen würde oder so ähnlich, wäre es eine andere Geschichte, aber wenn es eine mehr oder weniger frontale Kollision wäre, würden die Gezeitenkräfte nicht viel tun -Kollision. (Ich verwende hier allgemein den Ausdruck Umlaufbahn; ich schließe offene Umlaufbahnen ein, die aufgrund eines Objekts eine gekrümmte Flugbahn beinhalteten.)

Die Nachwirkungen der Kollision könnten jedoch möglicherweise die Möglichkeit bieten, dass sich Ringe bilden. Sie haben überschüssiges Material von der Kollision, das in die Umlaufbahn geschleudert wird, vielleicht landet ein Teil davon innerhalb der Roche-Grenze und einer Art stabiler Umlaufbahn.

James K. in „Warum die Erde keine Ringe hat“ erklärt es gut, wenn er sagt, dass, selbst wenn in einem Szenario wie diesem Ringe gebildet werden, sie aufgrund des Widerstands und der Störungen der äußeren Atmosphäre nur von kurzer Dauer wären.

Im Wesentlichen sieht es also so aus, als wären die meisten Beweise verschwunden, obwohl es vielleicht etwas gibt, das ich nicht in Betracht ziehe, das auf dieses Ereignis hindeuten würde.

Luftwiderstand? Sicherlich nicht mehr als 1000 km im Orbit ... und der Mond ist bei 380 km ...
Dies könnte für die OP von Interesse sein: en.m.wikipedia.org/wiki/Rings_of_Saturn . Es gibt Hinweise darauf, dass die Ringe des Saturn 100 Millionen Jahre alt sind und in 300 Millionen Jahren verschwunden sein werden, sodass die Zeitskalen im Hinblick auf das Gesamtalter des Sonnensystems ziemlich kurz sein könnten.
@AtmosphericPrisonEscape Ich denke, James K (der ursprünglich die Idee hatte, dass der Luftwiderstand die Ringstabilität beeinflusst) möchte auf die Tatsache verweisen, dass es zwar sicherlich keinen Luftwiderstand in kurzer Zeit gibt, wir über die Zeitskalen jedoch über die geringe Menge an Atmosphäre sprechen, die es da draußen geben könnte haben einen Einfluss, wenn überhaupt etwas anderes als das Hinzufügen von Störungen, die wahrscheinlich ein starker Kandidat für das Entfernen von Objekten sind.
@AtmosphericPrisonEscape Der Mond steht heute bei 385.000 km ... Als es zum ersten Mal entstand, war es der Erde viel, viel näher. In Bezug auf die Erdatmosphäre erstreckt sie sich in extrem verfeinerter Form bis über den aktuellen Standort des Mondes hinaus . Unsere künstlichen MEO-Satelliten werden Zehntausende von Jahren im Orbit bleiben und unsere GEO-Satelliten Millionen von Jahren. Während das nach menschlichen Maßstäben lange Zeiten sind, sind sie kurze Zeiten im Vergleich zu den 4,5 Milliarden Jahren, die die Erde existiert.
@ DavidHammen: Lebensdauern von ~ 10.000 Jahren mit Protonendichten von 10 3 C M − 3 ? Sind Sie sicher, dass diese Berechnungen nicht das falsche Stokes-Regime für Berechnungen des Impulsverlusts anstelle des Epstein-Regimes verwendet haben?
@DavidHammen: Wenn ich den Epstein-Drag verwende, erhalte ich eine Drag-Stoppzeit T S = ρ S Ö l ich D A / ρ G A S v T H e R M A l , und für eine A = 1 C M Partikel eingebettet in a ρ G A S = 10 3 , T = 1000 K Wasserstoffkorona, bekommen wir T S = 10 15 S ≈ 33 M j R S . Wenn wir nun sehen, dass dies in der Größe skaliert, erreichen wir das Alter des Sonnensystems bei einer Partikelgröße von 200 C M = 2 M , was nicht spektakulär groß ist, verglichen mit zB der Größenverteilung in Saturnringen oder typischen Kollisionssimulationen.
Wenn Theia mit der Erde kollidiert wäre, hätte sie Ringe produziert? Wenn ja, würden wir erwarten, heute noch zumindest einige Überreste zu sehen?
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