Traditionellt tros månen ha smält samman från skräpet som kastats ut av ett gigantiskt nedslag på den tidiga jorden. Forskare har ägnat decennier åt att ta reda på hur exakt den formationen inträffade utan en tydlig lösning.
En ny simulering lägger fram en annan teori – den Månen kan ha bildats omedelbart, inom några timmar, när jordens och Theias material lanserades direkt i omloppsbana efter nedslaget.
Jacob Kegerreis, en postdoktor vid NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley, sa: "Detta öppnar upp ett helt nytt utbud av möjliga startplatser för månens utveckling. Vi gick in i det här projektet utan att veta exakt vad resultatet av dessa högupplösta simuleringar skulle bli. Så, utöver den stora ögonöppnaren att standardupplösningar kan ge dig missvisande svar, var det extra spännande att de nya resultaten kunde inkludera en lockande månliknande satellit i omloppsbana.”
Simuleringarna som används i denna studie är bland de mest detaljerade i sitt slag och fungerar med den högsta upplösningen av alla simuleringar som gjorts för att undersöka Månens bildning eller andra gigantiska effekter. Tillgång till mer beräkningskraft gjorde det möjligt för forskare att se nya beteenden uppstå på ett sätt som tidigare studier helt enkelt inte kunde.
Det är mindre troligt att vi skulle observera så höga paralleller i tidigare scenarier där Theia blåstes ut i omloppsbana och blandades med endast en liten mängd material från jorden om inte Theia likaså var isotopiskt lik jorden, en ovanlig slump. Enligt denna hypotes bildades månen mestadels av jordens material, vilket kan hjälpa till att förklara varför dess yttre lager är jämförbara med jordens.
Andra teorier har föreslagits för att förklara dessa likheter i sammansättning, som synestiamodellen – där månen bildas inuti en virvel av förångad sten från kollisionen – men dessa kämpar utan tvekan för att förklara månens nuvarande omloppsbana.
Denna enstegs, snabbare bildningshypotes ger ett tydligare och mer elegant svar på båda öppna frågor. Det kan också erbjuda nya metoder för att lösa andra gåtor som inte har lösts. En av de mer spännande teorierna för månens bildning är den här, som kan sätta månen i en bred omloppsbana med ett inre som inte är smält, vilket förklarar funktioner som månens lutande bana och tunna skorpa.
Att analysera kommande månprover att NASA:s framtida Artemis-uppdrag kommer att återvända till jorden för undersökning kommer att hjälpa oss att avgöra vilken av dessa möjligheter som är sanna. Forskare kommer att kunna bedöma hur verkliga data stämmer överens med dessa simulerade scenarier och vad de avslöjar om hur månen har förändrats under dess miljarder år av historia när de får tillgång till prover från andra regioner på månen och djupare under månen. yta.
Vincent Eke, forskare vid Durham University och medförfattare till artikeln, sade, "Ju mer vi lär oss om hur månen kom till, desto mer upptäcker vi utvecklingen av vår egen jord. Deras historia är sammanflätade – och kan återspeglas i berättelserna om andra planeter som förändrats av liknande eller mycket olika kollisioner.”
Denna forskning är ett samarbete mellan Ames och Durham University, med stöd av Institute for Computational Cosmologys Planetary Giant Impact Research-grupp. Simuleringarna som användes kördes med öppen källkod SWIFT (SPH with Inter-Dependent Fine-grained Tasking)-koden, utförd på DiRAC (Distributed Research Utilizing Advanced Computing) Memory Intensive-tjänst (“COSMA”), värd för Durham University den på uppdrag av DiRAC High-Performance Computing-anläggningen.
Tidskriftsreferens:
- JA Kegerreis et al. Månens omedelbara ursprung som en satellit efter kollisionen. The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d96
