Tradycyjnie uważa się, że Księżyc złączył się ze szczątków wyrzuconych przez gigantyczne uderzenie we wczesną Ziemię. Naukowcy spędzili dziesięciolecia, aby dowiedzieć się, jak dokładnie ta formacja wystąpiła bez jasnego rozwiązania.
Nowa symulacja przedstawia inną teorię – Księżyc mogło powstać natychmiast, w ciągu kilku godzin, kiedy materiał Ziemi i Thei został wystrzelony bezpośrednio na orbitę po uderzeniu.
Jacob Kegerreis, badacz podoktorancki w NASA Ames Research Center w kalifornijskiej Dolinie Krzemowej, powiedział: „To otwiera zupełnie nowy zakres możliwych miejsc początkowych ewolucji Księżyca. Weszliśmy w ten projekt nie wiedząc dokładnie, jakie będą wyniki tych symulacji w wysokiej rozdzielczości. Tak więc, oprócz tego, że standardowe rozdzielczości mogą dać mylące odpowiedzi, było bardzo ekscytujące, że nowe wyniki mogą obejmować kusząco podobnego do Księżyca satelitę na orbicie”.
Symulacje zastosowane w tym badaniu należą do najbardziej szczegółowych w swoim rodzaju i działają w najwyższej rozdzielczości ze wszystkich symulacji wykonanych w celu zbadania Powstawanie Księżyca lub inne gigantyczne uderzenia. Dostęp do większej mocy obliczeniowej pozwolił naukowcom zobaczyć nowe zachowania pojawiające się w sposób, którego wcześniejsze badania po prostu nie były w stanie.
Jest mniej prawdopodobne, że zaobserwowalibyśmy tak wysokie równoleżniki we wcześniejszych scenariuszach, w których Theia została wyrzucona na orbitę i zmieszana tylko z niewielką ilością materii z Ziemi, chyba że Theia była podobnie izotopowo podobna do Ziemi, co jest niezwykłym zbiegiem okoliczności. Zgodnie z tą hipotezą Księżyc powstał głównie z materiału ziemskiego, co może pomóc wyjaśnić, dlaczego jego zewnętrzne warstwy są porównywalne z ziemskimi.
Zaproponowano inne teorie wyjaśniające te podobieństwa w składzie, takie jak model synestii – w którym Księżyc powstaje wewnątrz wiru odparowanej skały po zderzeniu – ale prawdopodobnie mają trudności z wyjaśnieniem obecnej orbity Księżyca.
Ta jednoetapowa hipoteza szybszej formacji dostarcza jaśniejszej i bardziej eleganckiej odpowiedzi na oba pytania otwarte. Może również oferować świeże podejście do rozwiązywania innych zagadek, które nie zostały rozwiązane. Jedną z bardziej intrygujących teorii na temat powstawania Księżyca jest ta, która może umieścić Księżyc na szerokiej orbicie z wnętrzem, które nie jest stopione, wyjaśniając w ten sposób takie cechy, jak nachylona orbita Księżyca i cienka skorupa.
Analiza nadchodzących próbek księżyca, które przyszłe misje NASA Artemis powrócą na Ziemię w celu zbadania, pomoże nam ustalić, która z tych możliwości jest prawdziwa. Naukowcy będą mogli ocenić, w jaki sposób dane ze świata rzeczywistego układają się w te symulowane scenariusze i co ujawniają o tym, jak Księżyc zmieniał się w ciągu miliardów lat swojej historii, gdy uzyskują dostęp do próbek z innych regionów Księżyca i głębiej pod jego powierzchnia.
Vincent Eke, badacz z Durham University i współautor artykułu, powiedziany, „Im więcej dowiadujemy się o tym, jak powstał Księżyc, tym bardziej odkrywamy ewolucję naszej własnej Ziemi. Ich historie są ze sobą splecione – i mogą być powtórzone w historiach innych planet zmienionych przez podobne lub bardzo różne kolizje”.
Badania te są wspólnym wysiłkiem Amesa i Durham University, wspieranym przez grupę badawczą Planetary Giant Impact Research przy Institute for Computational Cosmology. Wykorzystane symulacje zostały przeprowadzone przy użyciu kodu SWIFT (SPH with Inter-Dependent Fine-grained Tasking) o otwartym kodzie źródłowym, przeprowadzonego w usłudze DiRAC (Distributed Research Utilizing Advanced Computing) Memory Intensive („COSMA”), hostowanej przez Uniwersytet w Durham na w imieniu zakładu wysokowydajnych obliczeń DiRAC.
Referencje czasopisma:
- JA Kegerreis i in. Natychmiastowe powstanie Księżyca jako satelity po uderzeniu. The Astrophysical Journal Letters, DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d96
