Луна могла появиться за пять часов: новая модель меняет представление о рождении спутника Земли

Американские ученые предложили новый сценарий формирования Луны: вместо долгого «строительства» из облака обломков спутник нашей планеты мог возникнуть почти мгновенно — всего через несколько часов после гигантского столкновения в ранней Солнечной системе.

На протяжении десятилетий наиболее признанной считалась теория гигантского столкновения: примерно 4,5 миллиарда лет назад молодая Земля столкнулась с протопланетой Тейей — небесным телом размером примерно с Марс. Этот удар оказался настолько мощным, что оба объекта подверглись серьезным разрушениям, а вокруг Земли образовался раскаленный диск из расплавленной породы, газа и пыли. Из этого материала, согласно классической модели, постепенно собралась Луна.

Однако новое исследование американских ученых предлагает иной взгляд на события, произошедшие в первые сотни миллионов лет существования Солнечной системы. Согласно компьютерному моделированию специалистов из Юго-Западного исследовательского института и Аризонского университета, Луна могла появиться практически сразу после столкновения — причем процесс занял всего около пяти часов.

Старый сценарий: Луна как результат долгого космического строительства

Традиционная версия происхождения Луны долгое время объясняла ее появление через последовательный процесс формирования из обломков.

После удара Тейи по молодой Земле вокруг нашей планеты должен был возникнуть гигантский диск вещества. В нем сталкивались миллиарды фрагментов различного размера: от мельчайших частиц пыли до крупных кусков расплавленной породы. Постепенно под действием гравитации эти обломки объединялись, образуя сначала небольшие зародыши, а затем полноценный спутник.

Такой процесс мог занимать месяцы, годы или даже более длительные сроки. Он хорошо объяснял многие особенности Луны, однако оставлял ученым ряд вопросов.

Один из главных — почему состав Земли и Луны настолько похож. Анализ лунных образцов, доставленных в ходе экспедиций программы Apollo, показал, что изотопный состав многих элементов на двух небесных телах практически одинаков. Это стало неожиданностью: если большая часть Луны сформировалась из материала Тейи, которая была отдельной планетой, ее химический состав должен был заметно отличаться от земного.

Новая модель предлагает другой вариант развития событий.

Главную роль сыграла «температура катастрофы»

Авторы исследования обратили внимание на фактор, который ранее не всегда учитывался в подобных расчетах, — физические свойства пород в момент столкновения.

Космические тела в ранней Солнечной системе могли находиться в разных состояниях: одни уже успели частично остыть, другие оставались практически раскаленными. От этого зависело, как именно они поведут себя при ударе.

Если планеты были относительно холодными, их породы сохраняли прочность. В таком случае Тейя могла не разрушиться полностью, а ее крупный фрагмент после столкновения с Землей сохранил структуру и оказался выведен на орбиту.

Именно такой сценарий, согласно расчетам, мог привести к появлению Луны всего за несколько часов.

В другом случае — если Земля и Тейя были еще сильно разогреты — их вещество становилось более пластичным. Тогда столкновение превращало обе планеты в огромный диск расплавленных обломков, из которого спутник формировался бы постепенно.

Таким образом, ключевым фактором оказался не только сам удар, но и состояние планет в момент космической катастрофы.

Луна могла сохранить больше древнего материала

Новое моделирование дает ученым еще один инструмент для изучения происхождения Луны. Если спутник действительно сформировался из крупного фрагмента Тейи практически сразу после столкновения, это может объяснить некоторые особенности его состава.

В частности, сценарий быстрого образования влияет на количество летучих веществ — соединений, которые легко испаряются при высоких температурах. Их сохранность зависит от того, насколько сильным и продолжительным было нагревание материала после столкновения.

При быстром формировании часть вещества могла избежать полного испарения, что помогает лучше объяснить современный химический состав Луны.

Новая гипотеза помогает искать дату рождения Луны

Одним из важных последствий исследования может стать уточнение времени самого столкновения Земли и Тейи.

Поскольку температура планет напрямую связана с их возрастом и процессами охлаждения, ученые получают возможность сопоставлять разные сценарии и определять, когда именно могла произойти космическая катастрофа.

Это особенно важно для понимания ранней истории Земли. Формирование Луны оказало огромное влияние на развитие нашей планеты: спутник стабилизировал наклон земной оси, повлиял на приливы и сыграл значительную роль в долгосрочной эволюции климата.

Без Луны современная Земля могла бы выглядеть совершенно иначе.

Не конец теории гигантского столкновения, а ее развитие

Новое исследование не отменяет саму идею столкновения Земли с Тейей. Напротив, оно развивает ее, предлагая более сложные варианты развития событий.

Теперь ученые рассматривают не один универсальный механизм рождения Луны, а целый набор возможных сценариев, зависящих от физических условий в момент удара.

Как именно появилась Луна — в результате быстрого отделения крупного фрагмента или долгого накопления обломков — еще предстоит выяснить. Для этого потребуются новые компьютерные модели, дополнительные исследования лунных пород и, возможно, новые миссии по доставке образцов с поверхности спутника.

Но уже сегодня становится ясно: рождение Луны могло быть гораздо более стремительным и драматичным событием, чем предполагала наука еще несколько лет назад.

Космическая катастрофа, которая изменила историю Земли, могла завершиться не за тысячи лет, а всего за несколько часов.

Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что NASA и IBM приблизились к разгадке: новая ИИ-модель на 20% лучше ищет водяной лёд на Луне