Поверніться в минуле, коли Земля була дитиною. Сонячна система була жорстоким розплідником. Гігантські уламки скелі хаотично кружляли навколо вогняного молодого сонця, регулярно бомбардуючи новонароджені планети. Земля сформувалася під час цього періоду, який влучно називають Гадеаном, і без цього постійного вогняного дощу, що формує кістки нашої планети, нас би тут взагалі не було.
І місяць теж.
Ближче до кінця цього періоду, приблизно 4.5 мільярда років тому, протопланета розміром з Марс під назвою Тея врізалася в Землю в результаті зіткнення, яке, як вважають, вивільнило У 100 мільйонів разів більше енергії ніж астероїд, який покінчив з динозаврами. Удар знищив Тею, викинув на орбіту титанічний шлейф матеріалу — і народив наш місяць.
це сценарій гігантського впливу є провідною теорією про те, як утворився Місяць, оскільки вона відповідає більшій частині того, що ми спостерігаємо про Землю та Місяць сьогодні. Але вчені все ще сперечаються про деталі. Наприклад, раннє моделювання зіткнення припускало, що Місяць в основному складається з матеріалу Теї, але аналіз місячних порід показує, що геохімічний склад Землі та Місяця майже ідентичний.
Тепер, однак, нова симуляція з високою роздільною здатністю, описано в нещодавній статті вчених НАСА Еймса та дослідників Даремського університету, може допомогти усунути невідповідність.
Згідно з документом, результати низки можливих сценаріїв удару більш точно відповідають спостереженням, включаючи орбіту та склад Місяця. Але, мабуть, найдивніше те, що в той час, як попередні дослідження припускали, що формування Місяця займе місяці або роки, нове моделювання припускає, що наш супутник сформувався та був викинутий на орбіту за лічені години.
У симуляції, показаній у відео нижче, Тея завдає Землі різкого удару. Дуга матеріалу, що походить від Теї та Землі, виходить на орбіту та утворює два тіла. Більший з них, приречений впасти назад на Землю, запускає менший, Місяць, на стабільну орбіту. Якби перше зіткнення відбулося опівночі, місяць утворився б до сніданку.
[Вбудоване вміст]
Це не перша спроба краще підібрати наші спостереження до історії походження гігантського удару Місяця.
Вчені запропонували та змоделювали ряд теорій для пояснення геохімічного складу Місяця. До них відносяться удари з більшою енергією або численні удари, наїзд і втік можливість більш раннього впливу, коли Земля ще була покрита ан океан магми. Це все ще можливо, хоча кожен також має свій набір проблем.
Тут команда застосувала інший підхід, припустивши, що, можливо, проблема полягає не в теорії, а в її моделюванні. У попередніх симуляціях використовувалися сотні тисяч або мільйони «частинок» — ви можете думати про них як про ідеалізовані цифрові замінники частинок Землі та Теї, кожна з яких дотримується законів фізики під час зіткнення. З іншого боку, останнє моделювання використовує сотні мільйонів частинок, кожна приблизно 8.5 кілометрів у поперечнику.
це цифрове відтворення Місяця з найвищою роздільною здатністю.
Ця роздільна здатність зосередила увагу на механіці великих зіткнень так, як раніше, менш детальне моделювання просто не могло. І в процесі роботи була висунута нова, потенційно простіша теорія: що Місяць утворився швидко, лише за один крок. Команда виявила, що цей сценарій може створити місяць, дуже схожий на наш, від орбіти до складу.
Однак, незважаючи на те, що нова робота є привабливою, для її подальшого посилення знадобиться більше симуляцій з високою роздільною здатністю та, що важливо, майбутні місії, які збиратимуть більше зразків із самого Місяця.
Що б не знайшли вчені, історія формування Місяця має далекосяжні наслідки. Його Доля тісно пов'язана з Землею, від припливів до тектоніки плит і виникнення та еволюції самого життя. Якщо ми виявимо, що наш Місяць виходить за межі — як, здається, принаймні в нашій Сонячній системі, — ймовірно, шанси на те, що життя виникне та переживе довгий шлях деінде, будуть нижчими. Ми просто ще не знаємо.
Ось чому важливо будувати та вивчати такі симуляції, як ця.
«Чим більше ми дізнаємося про те, як виник Місяць, тим більше ми відкриваємо про еволюцію нашої власної Землі», — сказав Вінсент Еке, дослідник Даремського університету та співавтор статті. «Їхні історії переплітаються між собою і можуть бути відображені в історіях інших планет, які змінилися в результаті подібних або дуже різних зіткнень».
Зображення Фото: НАСА Центр досліджень Еймса
