地球が赤ん坊だった頃に思いを馳せてみてください。 太陽系は残忍な保育園でした。 岩の巨大な破片が燃えるような若い太陽の周りを無秩序に渦を巻き、定期的に幼児惑星を砲撃しています。 地球は冥王代と呼ばれるこの時期に形成されました。この絶え間ない火の雨が私たちの惑星の骨を作り上げていなければ、私たちはここにいなかったでしょう。
そして、月もそうではありません。
この期間の終わり頃、約 4.5 億年前、Theia と呼ばれる火星サイズの原始惑星が地球に衝突し、解放されたと考えられていました。 100億倍のエネルギー 恐竜を絶滅させた小惑星よりも衝突はテイアを破壊し、物質の巨大なプルームを軌道に投げ入れました—そして 私たちの月を産んだ.
この 巨大衝突シナリオ 月がどのように形成されたかについての有力な理論である理由は、今日の地球と月について私たちが観察していることの多くと一致するからです。 しかし、科学者たちはまだ詳細を議論しています。 たとえば、衝突の初期のシミュレーションでは、月の大部分がテイアからの物質でできていることが示唆されていましたが、月の岩石の分析により、地球と月の地球化学組成はほぼ同じであることが示されました。
ただし、新しい高解像度シミュレーションでは、 NASAエイムズの科学者とダラム大学の研究者による最近の論文で説明されています、不一致の解決に役立つ場合があります。
この論文によると、多くの可能性のある衝突シナリオの結果は、月の軌道や組成などの観測結果とより密接に一致しています。 しかしおそらく最も驚くべきことに、これまでの研究では月の形成に数か月から数年かかることが示唆されていましたが、新しいシミュレーションでは、衛星が形成され、わずか数時間で軌道に投入されたことが示唆されています。
下のビデオに示されているシミュレーションでは、テイアは一撃で地球を攻撃します。 テイアと地球の両方に由来する物質の弧が軌道に乗り、XNUMX つの体を形成します。 地球に落下する運命にあるこれらの大きい方は、小さい方の月を安定した軌道に打ち上げます。 最初の衝突が真夜中に起こった場合、月は朝食までに形成されたでしょう。
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私たちの観測結果を月のジャイアント・インパクトの起源物語によりうまく当てはめようとするのは、これが初めての試みではありません。
科学者たちは、月の地球化学的組成を説明するために多くの理論を提案し、シミュレートしてきました。 これらには、より高いエネルギーまたは複数の衝撃、ひき逃げ、または 早期影響の可能性、地球がまだ マグマの海. これらはまだ可能ですが、それぞれに独自の課題もあります.
ここで、チームは別のアプローチを取り、おそらく問題は理論ではなく、シミュレーションにあることを示唆しています。 古いシミュレーションでは、数十万または数百万の「粒子」が使用されていました。これらは、地球と Theia のチャンクの理想化されたデジタル スタンドインであり、それぞれが衝突の物理法則に従っていると考えることができます。 一方、最新のシミュレーションでは、それぞれの直径が約 8.5 マイル (14 キロメートル) の数億個の粒子が使用されています。
それはです 月の形成の最高解像度のデジタル再現.
この解像度により、詳細度の低い以前のシミュレーションでは単純にできなかった方法で、大きな衝突のメカニズムに焦点が当てられました。 そしてその過程で、この研究は新しい可能性のあるより単純な理論を帽子に投げ込みました。それは、月がたったXNUMXステップで急速に形成されたということです。 チームは、このシナリオが、軌道から構成まで、私たちの月によく似た月を生み出す可能性があることを発見しました。
ただし、新しい研究は魅力的ですが、それをさらに強化するには、より高解像度のシミュレーションが必要であり、重要なことに、月自体からより多くのサンプルを収集する将来のミッションが必要になります。
科学者が何を発見しようとも、月の形成の物語は広範囲に及ぶ意味を持っています。 これは 運命は地球と密接に結びついている、潮汐からプレートテクトニクス、そして生命そのものの誕生と進化まで。 私たちの月が外れ値であることがわかった場合、少なくとも太陽系ではそうであるように思われますが、おそらく生命が誕生し、他の場所で長距離を生き残る可能性は低くなります。 まだわかりません。
そのため、このようなシミュレーションを構築して研究することが重要です。
ダラム大学の研究者で論文の共著者であるヴィンセント・イーク氏は、「月がどのように形成されたのかを知れば知るほど、地球の進化について多くのことがわかります。 「それらの歴史は絡み合っており、似たような、またはまったく異なる衝突によって変化した他の惑星の物語に反映される可能性があります。」
画像のクレジット： NASAエイムス研究センター
