Ученые из Израиля решили, что Луна не могла образоваться при столкновении Земли с одним среднего размера космическим телом. Это слишком невероятный сценарий. Они протестировали новый сценарий: столкновение с многими малыми телами и образование Луны из обломков в течение миллионов лет на орбите. Свою гипотезу они опубликовали в журнале Nature Geoscience.
Ученые до сих пор теряются в догадках относительно происхождения нашего спутника — Луны. Согласно господствующей гипотезе, юная Земля столкнулась с космическим телом величиной с Марс, которое потом осталось на ее орбите. Но есть нестыковки в этом сценарии. Чтобы их разрешить, студент Ралука Руфу (Raluca Rufu) и профессор Одед Ааронсон (Oded Aharonson) из отдела наук о Земле и планетологии Института имени Вайцмана выяснили, что данная гипотеза предполагает очень специфические начальные условия.
К примеру, требуется столкновение с объектом определенного размера, путешествующего на определенной скорости и ударившего Землю под определенным углом. Более того, такой удар оставил бы существенную разницу между столкнувшимися телами. Но этого нет. Различные химические анализы образцов, доставленных с Луны, показали, что она почти идентична по составу Земле. Другими словами, следов большого тела, которое ударило Землю, нет, поэтому гипотеза, по словам авторов статьи, оказывается невероятной.
Совместно с доктором Хагаи Петерс (Hagai Perets) из Техниона они задались вопросом, может ли ряд мелких космических ударов лучше объяснить, что случилось несколько миллиардов лет назад, во время образования Солнечной системы. Такие малые тела тогда преобладали в нашей системе, и коллизии Земли с малыми объектами были более вероятны. Малые коллизии на большой скорости могли также изъять с Земли больше материала, чем коллизия с единичным большим объектом. Кроме того, если ряд разных тел столкнулся с Землей за период в миллионы лет, то их разные химические подписи, к примеру, соотношения изотопов кислорода O16 к O17 и O18, могли проявиться, маскируя следы других ударов.
Коллизии с разными телами — малыми планетами массой в одну десятую массы Земли и космическими камнями размером с Луну в сотню масс Земли — выбросили бы облако щебня, расплав и пар на орбиту ранней Земли. Согласно моделированию, проведенному авторами статьи, такие процессы охладили бы и агломерировали бы эти облака в малые луны, которые со временем соединились в одно тело.
Чтобы проверить этот сценарий, группа ученых провела около 800 симуляций столкновения на компьютерном кластере из более чем 5000 процессоров. «Новый сценарий не требует очень точных начальных условий, и если малые луны, как мы думаем, были выброшены на ту же орбиту, они могли склеиться в течение миллионов лет», — цитирует Руфу пресс-служба института.
«Мы продолжаем моделирование, чтобы попытаться понять, как малые луны, созданные в этих моделях, могут слипнуться, чтобы образовать Луну», — сказал Ааронсон.
