Tekintse vissza gondolatait arra, amikor a Föld baba volt. A naprendszer egy brutális óvoda volt. Óriási szikladarabok kaotikusan kavarogtak egy tüzes fiatal nap körül, rendszeresen bombázva a csecsemőbolygókat. A Föld ebben az időszakban alakult ki, amelyet találóan Hádeánnak neveznek, és ha ez az állandó tűzeső nem építi fel bolygónk csontjait, egyáltalán nem lennénk itt.
És a hold sem.
Ennek az időszaknak a vége felé, körülbelül 4.5 milliárd évvel ezelőtt, a Theia nevű Mars-méretű protobolygó a Földnek csapódott egy olyan ütközés során, amelyről azt hitték, hogy kiszabadult. 100 milliószor több energia mint a dinoszauruszokat végző aszteroida. A becsapódás elpusztította Theiát, titáni anyagcsóvát sodort pályára – és megszülte a holdunkat.
Ezt óriási becsapódási forgatókönyv a Hold keletkezésének vezető elmélete, mivel sok mindenre illeszkedik, amit a Földről és a Holdról ma megfigyelünk. A tudósok azonban még mindig vitatkoznak a részletekről. A becsapódás korai szimulációi például azt sugallták, hogy a Hold többnyire Theia-ból származó anyagból készülne, de a holdkőzetek elemzése azt mutatja, hogy a Föld és a Hold geokémiai összetétele közel azonos.
Most azonban egy új, nagy felbontású szimuláció, a NASA Ames tudósai és kutatói a Durham Egyetemen írták le a közelmúltban, segíthet feloldani az eltérést.
A tanulmány szerint számos lehetséges becsapódási forgatókönyv eredményei jobban megfelelnek a megfigyeléseknek, beleértve a Hold pályáját és összetételét. De talán a legmeglepőbb, hogy ahol a korábbi munkák azt sugallták, hogy a Hold kialakulása hónapokig vagy évekig tartott, az új szimuláció azt sugallja, hogy műholdunk alakult ki, és órák alatt került pályára.
Az alábbi videón látható szimulációban Theia egy pillantással üti a Földet. A Theiáról és a Földről származó anyagív pályára kering, és két testet alkot. Ezek közül a nagyobbik, arra ítélve, hogy visszazuhanjon a Földre, stabil pályára bocsátja a kisebbet, a Holdat. Ha a kezdeti ütközés éjfélkor történt, a Hold a reggelivel kialakult volna.
[Beágyazott tartalmat]
Nem ez az első kísérlet arra, hogy megfigyeléseinket jobban illesszük a Hold óriási becsapódási történetéhez.
A tudósok számos elméletet javasoltak és szimuláltak a Hold geokémiai összetételének magyarázatára. Ide tartozik a nagyobb energiájú vagy többszörös becsapódás, egy ütés és fuss, ill a korábbi hatás lehetősége, amikor a Földet még egy a magma óceánja. Ezek továbbra is lehetségesek, bár mindegyiknek megvan a maga kihívása is.
Itt a csapat más megközelítést alkalmazott, azt sugallva, hogy talán nem az elmélet a probléma, hanem a mi szimulációnk. A régebbi szimulációk több százezer vagy millió „részecskét” használtak – ezek a Föld és a Theia darabjainak idealizált digitális kiállásaiként képzelhetők el, amelyek mindegyike a fizika törvényeit követi az ütközés során. A legújabb szimuláció ezzel szemben több száz millió részecskét használ, mindegyik körülbelül 8.5 kilométer átmérőjű.
Ez a a Hold képződésének eddigi legnagyobb felbontású digitális rekreációja.
A felbontás olyan módon helyezte fókuszba a nagy becsapódások mechanikáját, mint korábban, a kevésbé részletes szimulációk egyszerűen nem tudták. És közben a munka egy új, potenciálisan egyszerűbb elméletet dobott a kalapba: azt, hogy a Hold gyorsan, egyetlen lépésben keletkezett. A csapat úgy találta, hogy ez a forgatókönyv a miénkhez hasonló holdat hozhat létre a pályától a kompozícióig.
Azonban bár az új munka csábító, további megerősítéséhez több nagy felbontású szimulációra lesz szükség, és ami döntő jelentőségű, a jövőben több mintát gyűjtenek magáról a Holdról.
Bármit is találnak a tudósok, a Hold keletkezésének történetének messzemenő következményei vannak. Az sorsa szorosan a Földéhez kötődik, az árapálytól a lemeztektonikáig és magának az életnek a felemelkedéséig és fejlődéséig. Ha azt találjuk, hogy a holdunk kiugró érték – legalábbis a mi Naprendszerünkben –, akkor talán kisebb az esélye annak, hogy élet keletkezik, és túléli a hosszú távot máshol. Csak még nem tudjuk.
Ezért fontos a mostanihoz hasonló szimulációk készítése és tanulmányozása.
„Minél többet tudunk meg arról, hogyan keletkezett a Hold, annál többet fedezünk fel saját Földünk evolúciójáról” – mondta Vincent Eke, a Durham Egyetem kutatója és a lap társszerzője. „Történetük összefonódik – és visszaköszönhet más bolygók történeteiben is, amelyeket hasonló vagy nagyon eltérő ütközések változtattak meg.”
