© ROOT-NATION.com - Використання контенту дозволено за наявністю зворотнього посилання.
Один день приблизно 4,5 млрд років тому виявився надзвичайно насиченим для нашої планети, адже вона могла раптово отримати свій супутник і водночас витримати колосальне потрясіння.
Місяць міг сформуватися всього за кілька годин після потужного зіткнення Землі із протопланетою розміром із Марс на самому початку існування Сонячної системи. Відповідне припущення базується на свіжих комп’ютерних моделях, які враховують вплив внутрішніх температурних показників молодих протопланет на їхні геологічні параметри та специфіку космічних аварій.
Концепція гігантського зіткнення перетворилася на ключову теорію походження Місяця значною мірою завдяки дослідженням планетологині Робін Канап. Починаючи з 2001 року, вона здійснювала й удосконалювала численні цифрові симуляції, що пояснюють, як космічне тіло під назвою Тейя розміром із Марс врізалося під специфічним кутом, викинувши уламки на навколоземну орбіту. Нині до вивчення цієї теми долучилися інші фахівці. Група науковців під керівництвом Адін Дентон виконала одні з найдетальніших симуляцій катастрофи, краще врахувавши геологічні властивості об’єктів, що зіткнулися.
За словами Дентон, раніше моделі почали враховувати міцність матеріалів, що надзвичайно важливо під час аналізу зіткнень дрібніших тіл на кшталт астероїдів чи в її попередній праці про виникнення системи Плутон – Харон. Дослідники не мали впевненості, чи вплине це на ситуацію з Місяцем, однак симуляції продемонстрували вагомість цього фактора.
Як з’ясувалося, гарячіші космічні об’єкти виявляються значно крихкішими, ніж холодні. По завершенні формування планети зберігали високу внутрішню температуру, що позначалося на міцності їхніх порід. Оскільки зіткнення відбулося невдовзі після виникнення Сонячної системи, це позначалося на характері удару з Тейєю, хоча підсумковий ефект визначався точним часом події та ступенем охолодження Тейї. Під час зіткнення із Землею протопланета Тейя зазнала цілковитого руйнування. Більша частина її розтрощеного залізного ядра занурилася в глибини Землі, тоді як розлогий шар уламків охопив планету, утворивши Місяць.
Вища температура в зовнішніх шарах Тейї завтовшки кілька сотень кілометрів впливала на її здатність деформуватися під час удару та поглинати кінетичну енергію зіткнення. Це, у свою чергу, визначало характер розсіювання матеріалу навколо Землі для подальшого формування супутника. Отже, залучення змінних температур і міцності матеріалів у моделювання дозволило команді Дентон глибше осягнути процес удару та виникнення Місяця.
Попередні розрахунки вказували на 2 можливих сценарії розвитку подій. Згідно з першим, уламкове кільце існувало тривалий час, дозволяючи супутнику поступово накопичувати масу. Другий варіант, уперше продемонстрований у симуляціях під керівництвом NASA у 2022 році, передбачав виникнення Місяця з цих уламків за лічені години. Нинішні розрахунки Дентон суттєво підкріплюють цю дивовижну вірогідність.
Якби Тейя була холоднішою, що свідчило б про зіткнення на пізнішому етапі історії Сонячної системи (орієнтовно через 100–150 млн років після виникнення планет), уламковий диск формувався б у спосіб, що сприяв би тривалій акреції Місяця. Через вищу міцність більша частина Тейї збереглася б цілісною та злилася б із Землею.
І навпаки, тепліша Тейя, яка врізалася в Землю менше ніж через 60 млн років після виникнення планет, створює умови для надшвидкого формування Місяця за умови повного знищення самої Тейї.
Дентон зазначає, що залежно від ступеня нагріву Землі та Тейї перед катастрофою, удар міг знищити Тейю й утворити гігантський диск уламків, який згодом сформував Місяць. Утім, за використання параметрів початкового моделювання з однаковим розподілом температур усередині обох тіл, повноцінний Місяць з’явився приблизно за 5 годин. Це був справді унікальний день для нашої планети, яка за один мить отримала супутник і потужний струс.
Робін Канап, яка не брала участі в цьому конкретному дослідженні, підкреслила, що ці несподівані результати вказують на можливий зв’язок між сучасними фізичними властивостями Місяця, включно з вмістом летких речовин, і тепловим станом Землі та Тейї під час удару. Це допоможе точніше визначити час цієї масштабної події.
За обох сценаріїв Місяць складається переважно з матеріалу мантії Тейї з незначною домішкою мантії Землі. Останній факт дивує, зважаючи на подібність складів Місяця та земної мантії. Втім, наукові праці показують складність цієї історії, адже попри схожість, існують загадкові розбіжності в ізотопному складі, які важко пояснити сучасними симуляціями, зокрема й моделями Дентон.
Ці розрахунки можуть вплинути на пошук екзосупутників. Якщо наш супутник справді утворився за кілька годин, виявлення дисків формування екзосупутників біля кам’янистих екзопланет може виявитися марним через їхнє коротке існування. Водночас диски навколо газових гігантів є зовсім іншою справою, адже вони виникають не від ударів, а із залишків речовини під час формування самих планет.
Читайте також: Радіоактивний слід у космосі: Знайдено спосіб розшифрувати зоряний пил на Місяці