Vrnite se v mislih, ko je bila Zemlja otrok. Sončni sistem je bil brutalen vrtec. Velikanski drobci kamna so se kaotično vrtinčili okoli ognjenega mladega sonca in redno obstreljevali mlade planete. Zemlja je nastala v tem obdobju, primerno imenovanem hadean, in brez tega nenehnega ognjenega dežja, ki gradi kosti našega planeta, nas sploh ne bi bilo tukaj.
In tudi luna ne bi.
Proti koncu tega obdobja, pred približno 4.5 milijarde let, je protoplanet v velikosti Marsa, imenovan Theia, trčil v Zemljo v trku, za katerega se je domnevalo, da je sprostil 100-milijonkrat več energije kot asteroid, ki je uničil dinozavre. Trk je uničil Theio, v orbito vrgel titanski oblak materiala – in rodil našo luno.
Ta velikanski udarni scenarij je vodilna teorija o tem, kako je Luna nastala, ker ustreza večini tega, kar danes opažamo o Zemlji in Luni. Toda znanstveniki še vedno razpravljajo o podrobnostih. Zgodnje simulacije udarca so na primer pokazale, da bo luna večinoma sestavljena iz materiala iz Theie, vendar analiza luninih kamnin kaže, da je geokemična sestava Zemlje in lune skoraj enaka.
Zdaj pa nova simulacija visoke ločljivosti, opisano v nedavnem prispevku znanstvenikov NASA Ames in raziskovalcev na univerzi Durham, lahko pomaga odpraviti neskladje.
Glede na dokument se rezultati v številnih možnih scenarijih vpliva bolj ujemajo z opazovanji, vključno z lunino orbito in sestavo. Najbolj presenetljivo pa je, da nova simulacija kaže, da se je naš satelit oblikoval in v orbito izstrelil v samo nekaj urah.
V simulaciji, prikazani v spodnjem videoposnetku, Theia udari Zemljo z bliskovitim udarcem. Lok materiala, ki izvira iz Theie in Zemlje, švigne v orbito in oblikuje dve telesi. Večji od njih, obsojen na padec nazaj na Zemljo, izstreli manjšega, luno, v stabilno orbito. Če bi do začetnega trka prišlo ob polnoči, bi se luna oblikovala do zajtrka.
[Vgrajeni vsebina]
To ni prvi poskus boljšega prilagajanja naših opazovanj zgodbi o izvoru velikanskega trka Lune.
Znanstveniki so predlagali in simulirali številne teorije za razlago geokemične sestave lune. Sem sodijo višja energija ali večkratni udarci, trk in pobeg oz možnost zgodnejšega vpliva, ko je Zemljo še pokrival an ocean magme. Te so še vedno možne, čeprav ima vsaka tudi svoje izzive.
Tukaj je ekipa ubrala drugačen pristop, ki nakazuje, da morda težava ni teorija, temveč naša simulacija le-te. Starejše simulacije so uporabljale na stotine tisoč ali milijone »delcev« – lahko si jih predstavljate kot idealizirane digitalne nadomestne kose Zemlje in Theie, od katerih vsak sledi fizikalnim zakonom pri trčenju. Najnovejša simulacija po drugi strani uporablja na stotine milijonov delcev, od katerih vsak meri približno 8.5 kilometrov.
To je digitalna rekreacija lunine formacije v najvišji ločljivosti doslej.
Ločljivost je osredotočila mehaniko velikih udarcev na način, ki ga prej manj podrobne simulacije preprosto niso mogle. In v tem procesu je delo v klobuk vrglo novo, potencialno preprostejšo teorijo: da je luna nastala hitro, v samo enem koraku. Ekipa je ugotovila, da bi ta scenarij lahko proizvedel luno, podobno naši, od orbite do sestave.
Čeprav je novo delo vabljivo, bo za njegovo nadaljnjo krepitev potrebno več simulacij visoke ločljivosti in, kar je bistveno, prihodnje misije, ki zbirajo več vzorcev s same lune.
Ne glede na ugotovitve znanstvenikov ima zgodba o nastanku lune daljnosežne posledice. Njegovo usoda je tesno povezana z zemeljsko, od plimovanja do tektonike plošč ter vzpona in razvoja samega življenja. Če ugotovimo, da je naša luna izstopajoča – kot se zdi vsaj v našem sončnem sistemu – so morda možnosti, da se življenje pojavi in preživi na dolge razdalje drugje, manjše. Samo še ne vemo.
Zato je pomembno zgraditi in preučiti simulacije, kot je ta.
"Več kot izvemo o tem, kako je luna nastala, več odkrijemo o razvoju naše lastne Zemlje," je v izjavi dejal Vincent Eke, raziskovalec na univerzi Durham in soavtor prispevka. "Njune zgodovine so prepletene - in bi jih lahko odmevali v zgodbah drugih planetov, ki so jih spremenili podobni ali zelo različni trki."
Kreditno slike: NASA Raziskovalni center Ames
