Приблизительное время чтения: 3 минуты
Луна Земли представляет собой уникальное явление: ни один спутник Солнечной системы не имеет таких больших размеров по отношению к своей планете, а ее низкая средняя плотность по сравнению с Землей долгое время вызывала у исследователей головную боль. То же самое можно сказать и о ее землеподобном составе. Среди всех, иногда довольно фантастических гипотез, объясняющих все эти наблюдения, в конечном итоге в 1970-х годах была выдвинута самая впечатляющая.
Эта ныне хорошо обоснованная гипотеза гласит, что примерно через 150 млн лет после возникновения Солнечной системы на нашу родную планету обрушилось небесное тело размером примерно с Марс. Материал этой протопланеты, получившей название Тейя, смешался с выделившейся корой молодой Земли и, наконец, через несколько тысячелетий сформировал нашу Луну такого странного размера.
То, что до сих пор считалось медленным процессом, на самом деле, согласно недавнему исследованию, могло быть как бы внезапным рождением: новая гипотеза, основанная на беспрецедентно точных моделях, предполагает, что формирование Луны могло быть всего лишь вопросом нескольких часов.
Первые надежные доказательства того, как могла образоваться Луна, Нил Армстронг и Базз Олдрин принесли на Землю в июле 1969г. Они доставили на Землю 21,6 килограмма лунной породы в рамках миссии «Аполлон-11». Эти образцы впервые позволили датировать происхождение спутника Земли. Кроме того, они доказали сходство состава лунных и земных пород. Новые результаты послужили основой для гипотезы столкновения, но многие детали остались спорными: почему лунная порода так похожа на земную, хотя на самом деле Луна должна была состоять в основном из Тейи?
В поисках ответов на эти вопросы команда ученых во главе с Джейкобом Кегеррейсом из Исследовательского центра Эймса изучила различные возможные сценарии процесса формирования Луны. Они провели исследование с использованием компьютерной программы SPH с взаимозависимыми мелкозернистыми задачами (SWIFT), разработанной для моделирования сложных и постоянно меняющихся сетей гравитации, а также гидродинамических сил, действующих на большие объемы вещества.
«Большинство предыдущих лунных симуляций включали от 100 000 до миллиона частиц, но эти разрешения не могут дать окончательного изображения некоторых основных характеристик крупных столкновений, таких как период вращения планеты или масса выброшенного мусора», пояснили исследователи.
Таким образом, в своем текущем моделировании исследователи исходили из 100 миллионов частиц размером 14 километров каждая и массой десять триллионов тонн.
Основываясь на этом, Кегеррейс и его команда смоделировали 400 проходов удара и пришли к удивительному выводу, о чем они сообщили в научном журнале «The Astrophysical Journal Letters». Они утверждают, что если бы протопланета Тейя ударила молодую Землю под углом 45 градусов, то она должна была бы упасть на Землю под углом 45 градусов, что соответствует текущему предположению. Огромный кусок, возможно, был оторван и катапультирован на более удаленную орбиту.
«При этом внутренний остаток передает угловой момент спутнику, прежде чем он сам упадет обратно на Землю», пояснил Кегеррейс. А это, в свою очередь, означало бы, что внешний кусок стабилизировался на околоземной орбите на расстоянии около семи радиусов от Земли всего через несколько часов после столкновения.
