Учёные объяснили происхождение Луны

Новое исследование указывает на то, что Луна могла образоваться после того, как гигантская скала размером с Марс упала на покрытую магмой новорожденную Землю. Ученые подробно изложили свои выводы онлайн 29 апреля в журнале Nature Geoscience.

Считается, что Земля сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад, а предыдущие исследования показали, что Луна возникла через некоторое время. В течение последних трех десятилетий преобладающим объяснением происхождения Луны было то, что Луна возникла в результате столкновения двух протопланет, или эмбриональных миров. Одним из них была новорожденная Земля, а другим был камень размером с Марс под названием Тея, названный так в честь матери Луны из греческой мифологиие. После этого Луна объединилась с обломками.

Эта «гипотеза гигантского удара», по-видимому, объясняет многие детали о Земле и Луне, такие как большой размер Луны по сравнению с Землей и скорости вращения двух тел. Тем не менее, за последние 15 лет появились данные, которые бросили вызов этому и предложили множество альтернатив.

Компьютерные модели сценария гигантского удара часто говорят о том, что более 60 процентов Луны должно быть сделано из материала от Theia. Проблема в том, что большинство тел в Солнечной системе имеют уникальные химические составы, что должно быть применимо к Земля, Тее и, следовательно, Луне. Тем не менее, образцы лунного грунта показывают, что ее гораздо более похож на Землю, чем это предсказано в моделях. Речь идет о совокупностях элементов, называемых изотопами. (Изотопы элемента имеют различное количество нейтронов.)

Чтобы помочь разгадать эту загадку, одна из последних моделей формирования Луны предполагала, что Луна могла образоваться в результате такого сильного удара, что она испарила большую часть ранней Земли, а Луна возникла из образовавшейся массы в форме круга, называемой синестией. Другая теория предполагает, что столкновение вовлекало быстро вращающуюся прото-Землю. Однако недостаток таких моделей заключается в том, что для этих сценариев требуются маловероятные условия воздействия. По крайней мере в этом уверен, ведущий автор нового исследования Натсуки Хосоно, специалист по планетам из Японского агентства морских наук о Земле и технологии в Иокогаме.

Чтобы решить эту загадку, команда Хосоно теперь пред пожила, что большая часть материала с Земли могла бы достичь орбиты, чтобы помочь сформировать Луну в случае, если бы Земля была частично расплавлена ​​во время гигантского удара.

Исследователи разработали компьютерные модели, моделирующие Землю, покрытую океаном магмы, так как большинство моделей формирования планеты предполагают, что именно такой была планета вскоре после ее рождения. Затем они проанализировали, что произошло, когда камень размером с Марс, составляющий примерно одну десятую массы Земли, ударил эту расплавленную протопланету.

В итоге, ученые обнаружили, что даже скользящий удар от Теи мог выбить более 70 процентов образующих Луну обломков из магматического океана Земли, поскольку расплавленную скалу легче взорвать, нежели твердый материал. Эти результаты могут помочь объяснить сходство композиций между Луной и Землей, а также объяснить детали, такие как их скорость вращения, сказали они.