Традиционно считается, что Луна образовалась из обломков, выброшенных гигантским ударом на раннюю Землю. Ученые потратили десятилетия на выяснение того, как именно произошло это образование, без четкого решения.
Новая симуляция выдвигает другую теорию – луна могли образоваться сразу же, в течение нескольких часов, когда материал Земли и Тейи был выведен непосредственно на орбиту после удара.
Джейкоб Кегеррайс, научный сотрудник Исследовательского центра Эймса НАСА в Силиконовой долине Калифорнии, сказал: «Это открывает целый ряд возможных отправных точек для эволюции Луны. Мы приступили к этому проекту, не зная точно, какими будут результаты этих симуляций с высоким разрешением. Таким образом, вдобавок к большому откровению, что стандартные разрешения могут дать вам вводящие в заблуждение ответы, было особенно интересно, что новые результаты могут включать дразнящий луноподобный спутник на орбите».
Моделирование, использованное в этом исследовании, является одним из самых подробных в своем роде и работает с самым высоким разрешением среди всех моделей, выполненных для исследования Формирование Луны или другие гигантские удары. Доступ к большей вычислительной мощности позволил исследователям увидеть, как возникает новое поведение, чего не могли сделать более ранние исследования.
Маловероятно, что мы могли бы наблюдать такие высокие параллели в более ранних сценариях, когда Тейя была выброшена на орбиту и смешана лишь с небольшим количеством материала с Земли, если только Тейя не была также изотопно подобна Земле, что является необычным совпадением. Согласно этой гипотезе, Луна образовалась в основном из земного материала, что может помочь объяснить, почему ее внешние слои сопоставимы с земными.
Были предложены и другие теории для объяснения этого сходства в составе, такие как модель синестии, где Луна формируется внутри водоворота испарившейся породы в результате столкновения, но они, возможно, не могут объяснить текущую орбиту Луны.
Эта одноэтапная гипотеза более быстрого формирования дает более четкий и элегантный ответ на оба открытых вопроса. Это может также предложить новые подходы к решению других загадок, которые не были решены. Это одна из наиболее интригующих теорий образования Луны, которая может вывести Луну на широкую орбиту с нерасплавленной внутренней частью, что объясняет такие особенности, как наклон орбиты Луны и тонкая кора.
Анализ предстоящих лунных образцов, которые будущие миссии NASA Artemis вернут на Землю для исследования, поможет нам определить, какая из этих возможностей верна. Ученые смогут оценить, как данные реального мира соотносятся с этими смоделированными сценариями, и что они откроют о том, как Луна изменилась за свою миллиардную историю, когда они получат доступ к образцам из других регионов Луны и из более глубоких недр. поверхность.
Винсент Эке, исследователь Даремского университета и соавтор статьи, — сказал, «Чем больше мы узнаем о том, как возникла Луна, тем больше мы узнаем об эволюции нашей собственной Земли. Их истории переплетены и могут быть отражены в историях других планет, которые изменились в результате подобных или очень разных столкновений».
Это исследование является совместным проектом Эймса и Даремского университета при поддержке исследовательской группы Planetary Giant Impact Института вычислительной космологии. Используемые симуляции были запущены с использованием кода SWIFT с открытым исходным кодом (SPH с взаимозависимыми мелкозернистыми задачами), выполненного в сервисе DiRAC (распределенное исследование с использованием передовых вычислений) с интенсивным использованием памяти («COSMA»), размещенном Даремским университетом на от имени Центра высокопроизводительных вычислений DiRAC.
Справочник журнала:
- Дж. А. Кегеррайс и соавт. Непосредственное происхождение Луны как спутника после удара. Астрофизические Журнальные Письма, DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d96
