Новини науки

Вважається, що Місяць з’явився з речовини, яка була викинута в космос в результаті зіткнення Землі з великим небесним тілом. Нова детальна симуляція тієї давньої катастрофи продемонструвала, що цей процес міг зайняти не більше декількох годин.

За сучасними уявленнями, Місяць утворився близько 4,5 мільярда років тому в результаті зіткнення молодої Землі з протопланетою Тейею, що досягала розмірів нинішнього Марса. Удар підняв і змішав речовину обох небесних тіл, частина його опинилася на навколоземній орбіті і поступово склала супутник. Однак нове моделювання показало, що цей процес міг пройти набагато швидше — буквально за лічені години. Про це розповідається в статті вчених з Даремського університету, опублікованій в The Astrophysical Journal Letters.

Ізотопний склад зразків місячного грунту близький до земного. Це говорить про те, що кора супутника утворилася в основному з речовини верхніх шарів Землі. Від загиблої Тейї Місяцю дісталася менша частина, хоча її останки можуть зберігатися глибше в надрах. Крім того, удар повинен був викинути матерію досить далеко, за межі Роша, ближче якого Місяць був би зруйнованим приливними силами гравітаційного поля Землі, навіть не встигнувши сформуватися. Існуючі сценарії зіткнення насилу пояснюють обидва ці факти.

Тому Якоб Кегерейс (Jacob Kegerreis) і його колеги використовували нову модель SWIFT, що дозволяє симулювати складні гравітаційні і гідродинамічні процеси, що відбуваються з великими кількостями матерії. Для розрахунків вчені залучили суперкомп’ютер COSMA, який змоделював сотні варіантів зіткнення: під різними кутами, з різною швидкістю і обертанням обох небесних тіл. Роздільна здатність симуляції досягало 100 мільйонів частинок, на порядки більше звичайного.

Робота показала, що в результаті зіткнення Землі і Теї на орбіті виявилося два згустки викинутої матерії. Гравітація більшого з них могла швидко виштовхнути менший на більш далеку і стабільну орбіту. Сам же він став нижче межі Роша і був зруйнований. Весь процес зайняв кілька годин і призвів до появи Місяця з усіма його ключовими ознаками, включаючи широку орбіту, тонку кору, що складається в основному з речовини Землі, і частково розплавлені надра.

Перевірити ці висновки дозволить аналіз зразків місячної речовини, отриманих не з поверхні, а з глибини супутника. Таке завдання стоїть перед майбутніми місіями, які готуються за програмою NASA Artemis.

"Чим більше ми дізнаємося про появу Місяця, тим краще розуміємо еволюцію нашої Землі, — говорить професор Вінсент Еке (Vincent Eke), один з авторів нової роботи. – Їх історії тісно переплетені і можуть відображатися в історіях інших планет, глибоко змінених подібними — або зовсім іншими — зіткненнями".