Максим Руссо: Рождение Луны

Максим Руссо Луна NASA

Группа ученых предложила уточненную теорию происхождения Луны. Согласно их модели, столкновение Земли с массивным небесным телом, в результате которого большая часть вещества ударившего объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту и образовали Луну, было значительно более сильным, чем считалось ранее. После удара ось Земли временно отклонилась почти по направлению к Солнцу, а оборот вокруг своей оси Земля совершала всего за два часа.

Если ранее считалось, что Земля с Луной возникли одновременно из газопылевого облака или же что Земля в какой-то момент захватила Луну своим тяготением, то теперь наиболее вероятной теорией происхождения Луны считается гипотеза «Гигантского столкновения» (Giant-impact hypothesis). Впервые ее высказал в 1949 году канадский геолог Реджинальд Дейли (Reginald Aldworth Daly) в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the American Philosophical Society. Идея Дейли не привлекала большого внимания астрономов до 1975 года, когда двое видных ученых: Уильям Хартман (William Kenneth Hartmann) и Дональд Дэвис (Donald R. Davis) напечатали в планетологическом журнале Icarus статью, где гипотеза ударного образования Луны объясняла ее уникальные геологические и геохимические характеристики.

Окончательный вид гипотеза приняла после работы канадца Аластера Камерона (Alastair G. W. Cameron) и американца Уильяма Уорда (William R. Ward). В 1976 году они предположили, что около 4,36 миллиарда лет назад Земля, которая тогда была еще протопланетой, столкнулась с другой протопланетой, массой примерно с Марс. Ей ученые дали имя Тейя. Удар пришелся по касательной, из выброшенных на околоземную орбиту обломков Земли и Тейи сформировалась прото-Луна. Скорость вращения Земли при этом должна была значительно увеличиться, до одного оборота в пять часов. Также увеличился и наклон земной оси. Компьютерное моделирование показывает, что за период от года до ста лет после столкновения прото-Луна приобрела сферическую форму. В дальнейшем Луна затормозила вращение Земли до нынешней скорости: один оборот за 24 часа.

Слабым местом гипотезы «Гигантского столкновения» был угол наклона лунной орбиты. Если Луна возникла из вещества, вырвавшегося с Земли после столкновения с Тейей, то ее орбита должна была бы лежать в плоскости земного экватора. На деле же она наклонена над этой плоскостью на пять градусов. Также обращало на себя внимание поразительное сходство геохимического состава Земли и Луны, ведь если для образования Луны преимущественно было использовано вещество разрушенной Тейи, то ожидалось бы, что оно непохоже на земное. Разрешить эти противоречия попытались авторы нынешней работы.

Астрофизики Матья Чук (Matija Ćuk) из Института SETI, Дуглас Хамильтон (Douglas P. Hamilton) из Университета Мэриленда, Саймон Лок (Simon J. Lock) из Гарвардского университета и Сара Стюарт (Sarah T. Stewart) из Калифорнийского университета в Дэвисе разработали новую модель ударного образования Луны. Они исходили из предположения, что сила удара была значительно выше. После него земная ось оказалась направлена на Солнце, а оборот вокруг своей оси Земля совершала всего за два часа. Диск из обломков располагался в экваториальной плоскости. Вещество Тейи и Земли в значительной мере смешали и, поскольку фактически Земля и Луна формировались одновременно, эти и объясняется их геохимическое сходство.

Приливные взаимодействия между Землей и образующейся Луной, заставили траекторию спутника сложным образом меняться. Наклонение лунной орбиты к плоскости экватора достигло 30 градусов. А угол наклона земной оси над плоскостью эклиптики из-за тех же взаимодействий постепенно увеличивался и, наконец, достиг современного уровня. Вращение Земли также затормозилось. Для того же, чтобы к современному значению пришел угол наклона лунной орбиты понадобились десятки миллионов лет.

Новая гипотеза изложена в статье, опубликованной журналом Nature.

Смотрите также: Луна находится под активным метеоритным обстрелом Борозды вокруг лунного моря сделаны осколками астероида Китайский луноход нашел новый тип лунного грунта Астрономы обнаружили «дыхание» лунной атмосферы