ย้อนกลับไปเมื่อ Earth ยังเป็นทารก ระบบสุริยะเป็นเรือนเพาะชำที่โหดร้าย เศษหินขนาดยักษ์หมุนวนอย่างโกลาหลรอบดวงอาทิตย์อายุน้อยที่ลุกเป็นไฟ โจมตีดาวเคราะห์ทารกเป็นประจำ โลกก่อตัวขึ้นในช่วงเวลานี้ เรียกว่าฮาเดียนอย่างเหมาะสม และหากปราศจากไฟที่ลุกโชนต่อเนื่องเพื่อสร้างกระดูกของโลกเรา เราก็จะไม่อยู่ที่นี่เลย
และดวงจันทร์ก็เช่นกัน
เมื่อถึงจุดสิ้นสุดของช่วงเวลานี้ เมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน ดาวเคราะห์น้อยขนาดเท่าดาวอังคารชื่อ Theia ได้ชนเข้ากับโลกด้วยการชนที่คาดว่าจะปล่อยออกมา พลังงานมากกว่า 100 ล้านเท่า กว่าดาวเคราะห์น้อยที่ทำลายไดโนเสาร์ แรงกระแทกทำลาย Theia โยนมวลสารไททานิคขึ้นสู่วงโคจร—และ ให้กำเนิดดวงจันทร์ของเรา.
สถานการณ์ผลกระทบยักษ์ เป็นทฤษฎีชั้นนำว่าดวงจันทร์ก่อตัวอย่างไร เพราะมันเข้ากับสิ่งที่เราสังเกตเห็นเกี่ยวกับโลกและดวงจันทร์ในปัจจุบันมาก แต่นักวิทยาศาสตร์ยังคงถกเถียงกันในรายละเอียด ตัวอย่างเช่น การจำลองการกระแทกในระยะแรกแนะนำว่าดวงจันทร์ส่วนใหญ่จะทำจากวัสดุจากธีอา แต่การวิเคราะห์หินบนดวงจันทร์แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบทางธรณีเคมีของโลกและดวงจันทร์เกือบจะเหมือนกัน
อย่างไรก็ตาม ตอนนี้การจำลองที่มีความละเอียดสูงแบบใหม่ อธิบายไว้ในบทความล่าสุดโดยนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยของ NASA Ames จาก Durham Universityอาจช่วยแก้ไขความคลาดเคลื่อนได้
จากรายงานของบทความนี้ ผลลัพธ์จากสถานการณ์การกระทบที่เป็นไปได้จำนวนหนึ่งนั้นใกล้เคียงกับการสังเกตมากขึ้น ซึ่งรวมถึงวงโคจรของดวงจันทร์และองค์ประกอบของดวงจันทร์ แต่บางทีที่น่าแปลกใจที่สุดที่งานก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าการก่อตัวดวงจันทร์อาจใช้เวลาหลายเดือนหรือหลายปี การจำลองใหม่นี้ชี้ให้เห็นว่าดาวเทียมของเราก่อตัวขึ้นและถูกยิงเข้าสู่วงโคจรในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง
ในการจำลองที่แสดงในวิดีโอด้านล่าง Theia โจมตีโลกด้วยการชำเลืองมอง ส่วนโค้งของวัสดุซึ่งมีต้นกำเนิดจากทั้ง Theia และ Earth พุ่งขึ้นสู่วงโคจรและก่อตัวเป็นสองร่าง ยิ่งสิ่งเหล่านี้มีขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งถึงวาระที่จะตกลงสู่พื้นโลก ปล่อยดวงจันทร์ที่เล็กกว่าเข้าสู่วงโคจรที่มั่นคง หากเกิดการชนกันครั้งแรกตอนเที่ยงคืน ดวงจันทร์จะก่อตัวขึ้นด้วยอาหารเช้า
[เนื้อหาฝัง]
นี่ไม่ใช่ความพยายามครั้งแรกในการปรับการสังเกตของเราให้เหมาะสมกับเรื่องราวต้นกำเนิดการกระแทกของดวงจันทร์ขนาดยักษ์
นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอและจำลองทฤษฎีจำนวนหนึ่งเพื่ออธิบายองค์ประกอบทางธรณีเคมีของดวงจันทร์ ซึ่งรวมถึงพลังงานที่สูงขึ้นหรือการกระแทกหลายครั้ง การชนแล้วหนี หรือ ความเป็นไปได้ของผลกระทบก่อนหน้านี้เมื่อโลกยังถูกปกคลุมด้วย an มหาสมุทรแห่งแมกมา. สิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นไปได้ แม้ว่าแต่ละรายการจะมาพร้อมกับชุดของความท้าทายเช่นกัน
ทีมงานใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป โดยบอกว่าปัญหาอาจไม่ใช่ทฤษฎี แต่เป็นการจำลองสถานการณ์ของเรา การจำลองแบบเก่าใช้ “อนุภาค” หลายแสนหรือล้าน—คุณสามารถคิดได้ว่าสิ่งเหล่านี้เป็นเสมือนสแตนด์อินดิจิทัลในอุดมคติสำหรับชิ้นส่วนของโลกและเธีย ซึ่งแต่ละส่วนทำตามกฎของฟิสิกส์ในการชนกัน ในทางกลับกัน การจำลองล่าสุดใช้อนุภาคหลายร้อยล้านอนุภาค แต่ละตัวมีระยะทางประมาณ 8.5 ไมล์ (14 กิโลเมตร)
มันเป็น การพักผ่อนหย่อนใจแบบดิจิทัลที่มีความละเอียดสูงสุดของการก่อตัวของดวงจันทร์.
ความละเอียดทำให้กลไกการกระแทกขนาดใหญ่เข้ามาโฟกัสในแบบที่ก่อนหน้านี้ การจำลองที่มีรายละเอียดน้อยกว่าไม่สามารถทำได้ และในกระบวนการนี้ งานนี้ก็ได้โยนทฤษฎีใหม่ที่อาจง่ายกว่าลงในหมวก นั่นคือดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว ในขั้นตอนเดียว ทีมงานพบว่าสถานการณ์นี้สามารถสร้างดวงจันทร์ได้เหมือนกับเรา ตั้งแต่โคจรจนถึงองค์ประกอบ
อย่างไรก็ตาม แม้ว่างานใหม่จะน่าดึงดูด แต่การเสริมแรงให้มากขึ้นจะต้องมีการจำลองที่มีความละเอียดสูงมากขึ้นและภารกิจในอนาคตที่จะรวบรวมตัวอย่างเพิ่มเติมจากดวงจันทร์เอง
ไม่ว่านักวิทยาศาสตร์จะค้นพบอะไรก็ตาม เรื่องราวของการก่อตัวดวงจันทร์ก็มีนัยยะที่กว้างไกล มันคือ ชะตากรรมผูกติดกับโลกจากกระแสน้ำไปจนถึงการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกและการเพิ่มขึ้นและวิวัฒนาการของชีวิตเอง หากเราพบว่าดวงจันทร์ของเราผิดปกติ—อย่างน้อยก็ดูเหมือนว่าจะอยู่ในระบบสุริยะของเรา—บางทีโอกาสที่ชีวิตจะเกิดขึ้นและมีชีวิตรอดจากระยะไกลในที่อื่นก็ต่ำลง เราแค่ยังไม่รู้
นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการสร้างและศึกษาแบบจำลองเช่นนี้จึงสำคัญ
Vincent Eke นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Durham และผู้เขียนร่วมในรายงานกล่าวว่า "ยิ่งเราเรียนรู้ว่าดวงจันทร์มาเป็นอย่างไร เราก็ยิ่งค้นพบวิวัฒนาการของโลกของเรามากขึ้นเท่านั้น" “ประวัติศาสตร์ของพวกมันเกี่ยวพัน—และอาจสะท้อนถึงเรื่องราวของดาวเคราะห์ดวงอื่นที่เปลี่ยนแปลงไปจากการปะทะกันที่คล้ายคลึงกันหรือแตกต่างกันมาก”
เครดิตภาพ: ศูนย์วิจัยนาซ่าอาเมส
