Считается, что Луна образовалась миллиарды лет назад из обломков от космического столкновения с Землей. Новые симуляции с высоким разрешением не только иллюстрируют идею в ошеломляющих деталях, но и показывают, что рождение Луны могло занять всего несколько часов.
Ведущая гипотеза происхождения Луны гласит, что она появилась около 4,5 миллиардов лет назад, вскоре после образования самой Земли. Говорят, что провоцирующим инцидентом было столкновение между нашим ранним родным миром и гипотетической протопланетой размером с Марс по имени Тейя. Это гигантское столкновение отправило бы огромное количество материала из обоих миров на орбиту, где часть его застыла, чтобы сформировать то, что мы теперь знаем как Луну.
Эта история объясняет некоторые особенности Луны, в том числе ее массу и орбиту, но оставляет некоторые важные пробелы в сюжете, которые трудно заполнить. Во-первых, предыдущее моделирование удара и последствий указывает на то, что Луна должна состоять в основном из материала с Тейи, но изотопные исследования лунных пород, доставленных миссиями Аполлона, показывают, что они очень похожи на земной материал.
Для нового исследования ученые из НАСА и Университета Дарема использовали суперкомпьютер для запуска сотен симуляций столкновения с высоким разрешением, изменяя такие переменные, как угол столкновения, скорость, масса, вращения планет и другие факторы. Конечным результатом являются несколько захватывающих анимаций удара, которые показывают новую динамику, которую упустили другие симуляции.
Видео выглядит как космическая лавовая лампа, когда две оранжевые капли сближаются и сталкиваются, распыляя длинные нити материала на орбиту вокруг протоземли. Вскоре этот выброшенный материал образует две другие капли, большую ближе к Земле и меньшую дальше. Ближайшая капля медленно падает обратно на Землю, но не раньше, чем ее гравитация выталкивает меньшую каплю наружу на стабильную широкую орбиту. И вот, что из этого вышло – Луна родилась.
Самым интригующим следствием этой симуляции является то, что весь процесс занимает всего несколько часов. Однажды в один день у Земли не было Луны, а на следующий она появилась. Ранее считалось, что обломкам после крушения потребовались бы месяцы или годы, чтобы накопиться в Луну, которую мы знаем сегодня.
Команда говорит, что этот сценарий показывает, что большая часть материала, сформировавшего Луну, произошла из мантии Земли, что объясняет аналогичный изотопный состав. Это также аккуратно объясняет несколько других загадок, в том числе почему орбита Луны отклонена от экватора Земли и почему у нее относительно тонкая кора.
Конечно, потребуются дополнительные исследования, чтобы найти модель, которая лучше всего подходит, и некоторые из самых убедительных доказательств, вероятно, будут получены при анализе большего количества лунной горной породы, взятой из разных частей поверхности и глубже в коре. Поскольку люди готовы вернуться в ближайшее время, в 2024 году, у нас вскоре может быть больше ответов.
Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal Letters.
Источник: NASA, University of Durham.
