Ученые считают, что Луна — единственный спутник Земли — образовалась через сто миллионов лет после возникновения Солнечной системы. Да, не вместе с ней, а сильно позже. Именно данный факт заставляет задуматься. Почему это небесное тело появились не в момент становления планет, а спустя столько лет после этого?! Кхм… Интересный вопрос, который, в том числе, беспокоит и ученых из разных уголков мира. Впрочем, единственного наиболее правдоподобного объяснения подобному положению дел нет. Есть не менее трех предположений, которые, в той или иной мере, похожи на правду.
Гипотеза большого столкновения
Доминирующая теория, поддерживаемая научным сообществом
Эта гипотеза, которую считают наиболее вероятной, предполагает образование Луны после столкновения Земли с другим гигантским космическим телом. Важно понимать, что наша планета, как и другие объекты Солнечной системы, образовалась из облака пыли и газа, которое вращалось вокруг Солнца в молодые годы. Да, наша звездная система была не самым благоприятным местом в то время, и множество потенциальных планет так и не стали ими. Но о Луне тогда не было даже речи. Как уже было сказано ранее, она, скорее всего, появилась сильно позже, чем Земля и другие планеты.
Ученые предполагают, что во время начального становления Солнечной системы с Землей столкнулось тело, напоминающее Марс по размеру. Его назвали Тейя — именно оно выбросило из нашей планеты куски породы, которые в итоге связались вместе благодаря гравитационным силам. Так Луна и появилась — она стала самым большим спутником по отношению к планете-хозяину в Солнечной системе и до сих пор остается таким же. Схема вполне вероятная — особенно если учитывать состав данного небесного тела. Луна состоит преимущественно из максимально легких материалов. Спутник намного менее плотный, чем Земля, потому что потенциально принял в себя лишь верхние слои планеты и не затронул каменистое ядро и другие твердые элементы.
💡 Любопытно, что, по данным NASA, столкновение Тейи с Землей было в 100 миллионов раз более мощным, чем более позднее аналогичное событие, которое, предположительно, стерло с лица планеты динозавров. Хорошо, что планета вообще «в живых» осталась.
Несмотря на популярность указанной теории, она определенно не лишена недостатков. Во время компьютерного моделирования данного предположения исследователи неизбежно приходят к выводу, что в указанном случае около 60% Луны должно состоять из материала Тейи. Впрочем, образцы, которые удалось получить в ходе миссий линейки «Аполлон», говорят об обратном. На самом же деле, Земля и Луна очень похожи по составу — по информации издания Space, различия между ними составляют не больше нескольких миллионных процента.
Впрочем, в 2020-м в журнале Nature Geoscience появилось исследование, которое объяснило сходный состав Земли и Луны. Авторы исследования отметили, что образцы, собранные из глубокой лунной мантии (слоя под корой), оказались намного тяжелее, чем те, что были найдены на Земле, и имеют изотопный состав, характерный для другого небесного тела — к примеру, Тейи.
В 2017 году также появилось исследование, которое стало альтернативой указанной теории. Согласно ему, вполне вероятно, что Луну образовал не один мощный удар, а целый ряд менее интенсивных. Сценарий множественных столкновений кажется более естественным способом объяснить формирование Луны, ведь на ранних стадиях образования Солнечной системы подобные удары были очень распространенными и обильными. Поэтому более логично, что и Луна образовалась из-за нескольких отдельных столкновений, а не одного единственного.
Теория совместного образования
Вполне вероятное предположение с объяснением
Спутники вполне себе могут быть сформированы совместно со своими родительскими планетами. Пока Земля формировалась путем связывания отдельных частиц при помощи гравитационных сил, рядом с ней аналогичным образом была создана и Луна. Это объясняет, почему у нашей планеты и ее «соратника» настолько близкий химико-физический состав. Впрочем, стоит понимать, что и эта теория, как и предыдущая, довольно далека от идеала. И доводы здесь крайне подобные. Дело в том, что Луна куда менее плотная, чем Земля, и этого не должно было случиться при одновременном формировании данных небесных тел, начиная с тяжелых элементов в своем ядре.
В 2012 году появилось интересное предположение, автором которого стал Робин Кануп (Robin Canup) из Юго-западного научно-исследовательского института в Техасе. Он предположил, что Земля и Луна образовались одновременно, когда пара массивных небесных тел раз в пять больше Марса по размеру столкнулись друг с другом. Он отметил, что после столкновения два тела одинакового размера сформировали раннюю Землю, окруженную диском из материала, который в дальнейшем был связан в отдельное небесное тело, сформировав Луну.
Предположение захвата
Земля могла условно украсть у Луны свободу
Вполне вероятно, что гравитация Земли в один прекрасный момент банально зацепила подходящее по размеру небесное тело. Аналогичная ситуация произошла со многими спутниками в Солнечной системе, включая Фобос и Деймос, которые вращаются вокруг Марса. Если верить данной теории, вполне вероятно, Луна могла образоваться в любой точке Солнечной системы или за ее пределами, а потом волей случая попала под действие нашей планеты, вышла на ее орбиту и стала ее верным соратником. Кажется, предположение захвата в полной мере объясняет различия в составе Земли и Луны.
Впрочем, у этой теории есть и контраргументы. Спутники, которые прицепились к планетам таким вот образом, обычно имеют не очень-то правильную форму — не совпадают с родительскими телами по эклиптике. Это касается всех известных спутников в Солнечной системе, но не Луны. Поэтому по поводу указанной теории и возникают вопросы.
Источник: Space.
