Десятиліттями вчені розмірковували над тим, як Земля придбала єдиний супутник - Місяць. Хоча дехто стверджує, що він утворився з матеріалу, втраченого Землею через відцентрову силу, або був захоплений силою тяжіння Землі, найбільш широко прийнятою теорією є те, що Місяць утворився приблизно 4,5 мільярда років тому при зіткненні об'єкта розміром з Марсом (на ім'я Тея). з прото-Землею (ака. гіпотеза гігантського впливу).
Однак, оскільки прото-Земля зазнала багатьох гігантських ударів, очікується, що з часом на орбіті утвориться кілька лун. Таким чином виникає питання, що сталося з цими місяцями? Поставивши це саме питання, команда міжнародної команди вчених провела дослідження, в якому вони припускають, що ці «лунатки» могли врешті-решт врізатися назад на Землю, залишивши лише те, що ми бачимо сьогодні.
Дослідження під назвою «Місячні падіння: зіткнення між Землею та минулими місяцями», нещодавно з’явилося в Інтернеті та було прийняте до публікації в Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства. Дослідженням керував Урі Маламуд, докторантура із Ізраїльського технологічного інституту Техніон, і він включав членів університету Тюбінген, Німеччина та Віденського університету.
Заради свого дослідження доктор Маламуд та його колеги - професор Хагай Б. Перец, д-р Крістоф Шафер та містер Крістоф Бургер (доктор наук) - розглядали, що станеться, якби Земля, якнайшвидше, пережила численні гігантські удари, що передували зіткненню з Теєю. Кожен з цих впливів мав би потенціал сформувати підмісячну масу «місяця», яка би гравітаційно взаємодіяла з прото-Землею, а також будь-якими можливими раніше сформованими місяцями.
У кінцевому підсумку це призвело б до злиття місяця-місяця, викидання місячних з орбіти Землі або попадання на Землю лунаток. Зрештою, доктор Маламуд та його колеги вирішили дослідити цю останню можливість, оскільки вона раніше не досліджувалася вченими. Більше того, ця можливість може мати серйозний вплив на геологічну історію та еволюцію Землі. Як Маламуд вказав Space Magazine електронною поштою:
«В сучасних розуміннях формування планети пізні етапи зростання наземних планет проходили через багато гігантських зіткнень між планетарними ембріонами. Такі зіткнення утворюють значні уламки дисків, які в свою чергу можуть стати місяцями. Як ми пропонували та підкреслювали у цій та наших попередніх роботах, враховуючи темпи таких зіткнень та еволюцію супутників - існування кількох лун та їх взаємна взаємодія призведе до місячних падінь. Це невід'ємна, невід'ємна частина сучасної теорії формування планети ".
Однак, оскільки Земля є геологічно активною планетою і тому, що її густа атмосфера призводить до природного вивітрювання та ерозії, поверхня з часом різко змінюється. Як такий, завжди важко визначити наслідки подій, що сталися в найдавніші періоди Землі - тобто Еона Хадея, який почався 4,6 мільярда років тому з утворенням Землі і закінчився 4 мільярди років тому.
Щоб перевірити, чи могли чи не відбутися багаторазові удари протягом цього Еона, в результаті чого луна, що врешті-решт впала на Землю, команда провела серію гідродинамічних моделювань гладких частинок (SPH). Вони також розглядали діапазон мас місячних, кути удару зіткнення та початкові швидкості обертання прото-Землі. В основному, якби місячні падали на Землю в минулому, це змінило б швидкість обертання прото-Землі, в результаті чого її поточний період обертання сидеричної форми - 23 години, 56 хвилин та 4,1 секунди.
Врешті-решт, вони знайшли докази того, що хоча прямі удари від великих предметів мало ймовірні, що може відбутися низка пасовищних припливів-зіткнень. Це призвело б до того, що матеріал та сміття будуть викинуті в атмосферу, що утворило б маленькі лунатки, які потім взаємоділи б між собою. Як пояснив Маламуд:
«Однак наші результати показують, що у випадку місячних розподіл матеріалу від місячного місяця навіть не на Землі, і такі зіткнення можуть спричинити асиметрію та неоднорідність складу. Як ми обговорюємо в статті, насправді можливі докази останнього - місячні падіння потенційно можуть пояснити ізотопні неоднорідності сильно сидерофільних елементів у наземних породах. В принципі, зіткнення Місяця можуть також створити масштабну структуру на Землі, і ми припускали, що такий ефект міг би сприяти утворенню самого раннього суперконтиненту Землі. Однак цей аспект є більш спекулятивним, і це важко безпосередньо підтвердити, враховуючи геологічну еволюцію Землі з тих ранніх часів ».
Це дослідження ефективно розширює сучасну і широко популярну гіпотезу про гігантські впливи. Відповідно до цієї теорії, Місяць утворився протягом перших 10 - 100 мільйонів років Сонячної системи, коли земні планети ще формувались. Під час останніх етапів цього періоду, як вважається, ці планети (Меркурій, Венера, Земля та Марс) виросли в основному завдяки ударам з великими планетарними ембріонами.
З того часу, як вважається, Місяць розвинувся завдяки взаємним припливам Землі та Місяця, переміщуючись назовні до свого поточного місця, де він був з тих пір. Однак ця парадигма не враховує наслідків, які мали місце до приходу Теї та формування єдиного супутника Землі. В результаті доктор Маламуд та його колеги стверджують, що це відключається від більш широкої картини формування земних планет.
Враховуючи можливі зіткнення, що передували утворенню Місяця, вони стверджують, вчений міг би мати більш повну картину того, як еволюціонували і Земля, і Місяць у часі. Ці висновки також можуть мати наслідки, коли мова йде про вивчення інших сонячних планет і лун. Як зазначав доктор Маламуд, вже є переконливі докази того, що масштабні зіткнення вплинули на еволюцію планет і лун.
"На інших планетах ми бачимо докази дуже великих впливів, які спричинили топографічні особливості масштабу планети, такі як так звана дихотомія Марса і, можливо, дихотомія поверхні Харона", - сказав він. «Вони повинні виникати внаслідок великих масштабів впливу, але досить малих, щоб створити особливості субглобальної планети. Місячні водоспади є природними прародителями таких впливів, але не можна виключати інших великих впливів астероїдів, які можуть спричинити подібний вплив ".
Існує також можливість подібних зіткнень в далекому майбутньому. Згідно з поточними оцінками міграції, Місяць на Марсі Фобос врешті-решт впаде на поверхню планети. Незважаючи на невеликі порівняння з наслідками, які могли б створити місяці та Місяць навколо Землі, це можливе зіткнення є прямим доказом того, що місячні падіння мали місце в минулому і знову будуть в майбутньому.
Коротше кажучи, історія ранньої Сонячної системи була жорстокою і катаклізматичною, з великою частиною творення, що виникла внаслідок потужних зіткнень. Маючи більш повне уявлення про те, як ці події впливу вплинули на еволюцію планет земної кулі, ми можемо отримати нове розуміння того, як формувалися життєздатні планети. Це, в свою чергу, може допомогти нам відстежувати такі планети в позасонячних системах.
