Вчені вже багато десятиліть задумуються над питанням, звідки взявся Місяць. Деякі вважають, що це втрачена частина нашої планети. Проте найбільш поширена теорія — Місяць виник в результаті зіткнення прото-Землі з якимсь об’єктом. Однак таких ударів прото-Земля зазнала безліч. Виходить, що ми б мали мати декілька місяців. Однак, де вони всі поділися?

Відповідь на це питання спробував дати Урі Маламуд з Ізраїльського технологічного інституту. В досліджені також взяли участь дослідники Університету Тюбінгена та Віденського Університету: професор Хагай Б. Перец, Крістоф Шафер та Крістоф Бюргер.

Гіпотеза “місяцепаду”

Вчені розглянули гіпотетичну можливість того, що сталося б, якби рання форма Землі пережила кілька ударів, що передували б зіткненню з Тейєю. Всі вони в результаті призвели б до формування субмісячної маси, яка взаємодіяла б з прото-Землею. Зрештою, це могло б призвести до злиття супутників, викидуванню деяких з них з орбіти Землі або падінню місяців на Землю. Саме цю останню можливість, яку досі оминала увага вчених, і вирішили дослідити Маламуд з командою.

“На сучасному розумінні формування планет, пізні стадії утворення планет земної групи пройшли через багато масштабних зіткнень між планетарними ембріонами. Такі зіткнення утворюють значні сміттєві диски, котрі, у свою чергу, можуть стати супутниками. Як ми запропонували та підкреслили в цій та попередніх наших роботах, з урахуванням інтенсивності цих зіткнень та еволюції супутників існування кількох місяців та їх взаємодія призведе до падінь місяців. Це невіддільна, невідворотна частина поточної теорії формування планет”.

— Маламуд в інтерв’ю “Universe Today”.

Перевірка гіпотези

Однак, де ж сліди цих падінь? Як стверджують науковці, через те, що Земля – геологічно активна планета з товстою атмосферою, тут постійно відбувається природна ерозія та вивітрювання, котрі змінюють поверхню планети з часом. Таким чином завжди складно визначити наслідки подій, які відбулися в ранні періоди розвитку Землі (а це період, що тривав приблизно з 4,6 до 4 млрд років тому). Для того аби перевірити, чи могли мати місце численні удари під час цього раннього періоду, вчені здійснили серію моделювання гідродинаміки згладжених часток.

У свою чергу удари могли стати причиною появи багатьох супутників, яких би не оминуло падіння на Землю. Тому науковці також розглянули діапазон мас місяців, кути зіткнення та початкові швидкості обертання прото-Землі. І якщо місяцепади відбувалися насправді, швидкість обертання зазнала б змін через їх вплив.

В кінці вчені виявили докази того, що прямий вплив масивних об’єктів був малоймовірним. Однак цілком могло мати місце кілька приливних зіткнень. В результаті їх частина уламків була б викинута в атмосферу, що призвело б до формування невеликих супутників.

Маламуд пояснив, що у випадку падіння місяця, розподіл матеріалу, що виникне в результаті цього, відбудеться не лише на Землі, тому такі зіткнення можуть викликати асиметрію та неоднорідності складу. Наприклад, падіння місяців можуть бути потенційним поясненням ізотопної неоднорідності в сидерофільних (схильних до осідання) елементах земних порід. Також вчені припустили, що зіткнення з місяцями могло призвести до формування великої структури на Землі та сприяти утворенню першого суперконтиненту. Звичайно, що останнє важко перевірити.

Це дослідження значно розширило сучасну популярну Модель ударного формування Місяця. Згідно з нею Місяць був сформований в перші 10-100 млн років існування Сонячної системи, коли відбувалося формування планет земної групи. Припускається, що на останніх етапах цього періоду Меркурій, Венера, Земля та Марс виросли внаслідок зіткнень з багатьма планетарними ембріонами. Однак ця парадигма не розглядає впливів, що мали місце бути до “прибуття” Тейї. Саме тому ця нова концепція, що бере до уваги більш ранні гіпотетичні зіткнення, може значно заповнити пробілі в історії формування Землі та Місяця, а також пролити світло на майбутні схожі катастрофи. Адже не секрет, що таких відбудеться ще не одна. Наприклад, наш улюблений Марс в майбутньому має всі шанси зіткнутися зі своїм супутником Фобосом.