Neue NASA Planet Hunter startet eine Woche von heute

Während sich der Mond um unseren Planeten dreht, steht die vertraute Illusion eines auf die Mondoberfläche geätzten menschlichen Gesichts - der sogenannte "Mann im Mond" - ständig der Erde gegenüber. Aber es gibt tatsächlich einen Grund für dieses Arrangement, eines, das auf die Schöpfung des Mondes zurückgeht, und eine neue Studie untersucht, warum das vertraute "Gesicht" des Mondes, und nicht seine kraterbedeckte andere Seite, auf uns herabblickt.

Der Mond umkreist die Erde in einer von Wissenschaftlern als synchrone Umlaufbahn bezeichneten Umlaufbahn, was bedeutet, dass sie sich jedes Mal, wenn sie den Planeten umkreist, genau einmal dreht. Wie und warum der Mond sich in dieser Umlaufbahn niedergelassen hat, war ein Rätsel, da einige Wissenschaftler vermuten, dass der Mensch im Mond uns als Ergebnis eines bloßen Zufalls gegenübersteht.

In der neuen Studie fand ein Forschungsteam unter der Leitung von Oded Aharonson, Professor für planetare Wissenschaft am California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, heraus, dass der Mond tatsächlich früher in seiner Geschichte schneller seine Achse drehte, und die Rate, die der Mond erreichte verlangsamt, bevor es in seiner aktuellen synchronen Umlaufbahn eingeschlossen wurde, erklärt wahrscheinlich die Seite, die jetzt der Erde zugewandt ist.

Während der Mond wie eine perfekte Kugel aussieht, ist er tatsächlich verlängert, fast wie ein Fußball. Der Mond entstand vor etwas über 4 Milliarden Jahren, und während er noch weitgehend geschmolzen war, wurde er durch die Erdanziehungskraft gestreckt, erklärten die Forscher.

Als der Mond kühlte, behielt er diese leicht gestreckte, längliche Form bei. Derzeit ist der Mann im Mond an einem der beiden länglichen Enden zu sehen, und diese Seite zeigt ständig auf die Erde, wenn sich der Mond einmal pro Umlauf um den Planeten um seine Achse dreht. [Fotos: Unser wechselnder Mond]

Aber vor ein paar Milliarden Jahren drehte sich der Mond schneller um seine Achse, sagten die Forscher. Während dieser Zeit hätten Menschen auf der Erde (wenn es zu dieser Zeit überhaupt existierte) zu verschiedenen Zeiten alle verschiedenen Seiten des Mondes gesehen.

Mit der Zeit zerrte die Erdanziehungskraft auf dem Mond und verlangsamte seine Rotation. Diese Gezeitenkräfte erzeugten auch eine bewegliche Wölbung, die auf der Seite blieb, die der Erde in diesem Moment am nächsten war, sagten die Forscher. Die Wölbung wies weiterhin auf die Erde hin, während der Mond durch sie hindurch rotierte, was das Innere des Mondes erschütterte und dazu führte, dass es sich ausdehnte und zusammenzog, als sich die Wölbung änderte.

Alle diese inneren Reibungen bremsen den Spin des Mondes, bis seine Rotationsgeschwindigkeit mit seiner Umlaufgeschwindigkeit übereinstimmt und ihn in seine aktuelle synchrone Umlaufbahn einsperrt.

Durch die Analyse der Physik des Mondes stellten die Forscher fest, dass die Geschwindigkeit, mit der der Mond seine Drehung verlangsamte, die Seite des Mondes bestimmte, die zur Erde zeigt.

"Der wahre Zufall ist nicht, dass der Mann der Erde gegenübersteht", sagte Aharonson in einer Erklärung. Eher ist der größere Zufall, dass der Mond seine Drehung verlangsamte gerade genug, um der Seite des Mondes mit dem wahrgenommenen Gesicht eine leichte Kante zu geben.

Wenn diese Energieänderung mit einer anderen Rate auftritt - zum Beispiel, wenn die Drehung sich 100-mal schneller verlangsamt als sie, hätte es eine Chance von 50 zu 50 gegeben, dass der Mann auf dem Mond uns gegenüber stehen würde, sagten die Forscher.

Aharonson und seine Kollegen verwendeten Computersimulationen, um diese Chancen zu untersuchen. Da die tatsächliche Dissipationsrate des Mondes viel langsamer war, hatte der Mann im Mond ungefähr zwei zu eins Chancen, uns gegenüberzustehen, was ihm einen unerwarteten Vorteil verschaffte.

"Die Münze wurde geladen", sagte Aharonson.

Die Forscher simulierten verschiedene Szenarien, indem sie die Dissipationsrate des Mondes einstellten. Manchmal waren sie in der Lage, die gebirgige, ferne Seite des Mondes auf die Erde zu bringen, was den Einfluss dieser Rate der Energieänderung demonstrierte.

Dennoch basieren diese Modelle auf dem heutigen Mond. Wenn der Mond früher als in den letzten Milliarden Jahren in seiner synchronen Umlaufbahn eingeschlossen wurde, könnten die in der neuen Studie gefundenen Chancen ein wenig anders sein.

"In der Vergangenheit, als der Mond zum ersten Mal geschlossen wurde, hätte er verschiedene Eigenschaften haben können", sagte Aharonson.

Die detaillierten Ergebnisse der Studie wurden am 27. Februar in der Zeitschrift Icarus veröffentlicht.