Как Земля получила свою Луну? Появилась новая теория

Широко распространено мнение, что Луна образовалась в результате столкновения Земли и малой планеты, известной как Тейя, около 4,5 миллиардов лет назад. Но теперь специалисты предлагают новую теорию происхождения Луны.

Исследование показывает, что молодая Земля могла похитить Луну во время тесного столкновения с двойной системой.

Сходства между камнями Земли и Луны

В ходе шести полетов на Луну в период с 1969 по 1972 год астронавты Аполлона собрали более 800 фунтов лунных камней и почвы.

Химический и изотопный анализ этих образцов выявил их сходство с земными породами и почвой: они богаты кальцием, базальтовые и датируются примерно 60 миллионами лет после образования Солнечной системы.

Оспаривание теории столкновений планет

Основываясь на данных Аполлона, ученые-планетологи, собравшиеся в 1984 году на конференции Кона на Гавайях, пришли к единому мнению, что Луна образовалась из обломков после массивного столкновения. Это объяснение происхождения Луны формировало научное понимание на протяжении десятилетий.

Однако два исследователя из Государственный университет Пенсильвании Они бросают вызов этому давнему повествованию.

Исследование, проведенное профессорами Дарреном Уильямсом и профессором Майклом Цугером, предполагает, что Луна была захвачена во время тесного столкновения Земли с парой каменистых тел.

Нерешенные вопросы о происхождении Луны

«Конференция в Коне определила ход событий на 40 лет», — сказал Уильямс. Но есть еще некоторые нерешенные вопросы.

Один из них касается орбиты Луны. Если бы Луна образовалась из обломков планетарного столкновения и образовала кольцо вокруг Земли, она должна была бы вращаться прямо над экватором планеты. Вместо этого орбита Луны не соответствует экватору Земли, а больше соответствует Солнцу.

Притянула ли гравитация Земли Луну?

В теории взаимного бинарного захвата, предложенной Уильямсом и Цугером, гравитация Земли разделила два объекта в двойной системе, захватив Луну, в то время как другой объект был унесен прочь. Затем захваченная луна вышла на орбиту, которую мы наблюдаем сегодня.

Этот процесс неслыханен в Солнечной системе. Уильямс указал на Тритон, самый большой спутник Нептуна, как на свидетельство аналогичного события.

Считается, что Тритон был выведен на орбиту из пояса Койпера, где, по оценкам, 10% объектов представляют собой бинарные пары. Ретроградная орбита Тритона (противоположная орбите Нептуна) и ее наклон на 67 градусов от экватора планеты указывают на событие захвата.

Динамика лунной орбиты

Уильямс и Цугер подсчитали, что Земля могла захватить спутник размером больше Луны, вероятно, объект размером с Меркурий или Марс. Однако они отметили, что полученная орбита, возможно, оказалась недостаточно стабильной для продолжения полета.

Исследователи объяснили, что орбита Луны изначально имела форму вытянутого эллипса, а не круга. Со временем земные приливы повлияли на форму орбиты, заставив ее измениться.

«Сегодня земной прилив наступает на Луну», — сказал Уильямс. «Прилив ускоряет орбиту. Это дает ей импульс и небольшой импульс. Со временем Луна немного отдаляется».

Эллиптическая орбита Луны стала круговой

Однако когда Луна была ближе к Земле, как это было бы сразу после захвата, приливы имели противоположный эффект.

Уильямс и Цугер подсчитали, что эта первоначальная эллиптическая орбита сжалась за тысячи лет, постепенно становясь все более круговой.

В конце концов, вращение Луны было ограничено орбитой Луны вокруг Земли, и эта ситуация сохраняется и сегодня.

В этот момент приливная эволюция, вероятно, изменилась, и Луна начала медленно удаляться от Земли.

Гравитация Земли и Солнце

Уильямс объяснил, что Луна каждый год отходит от Земли примерно на три сантиметра. В настоящее время Луна находится на расстоянии 239 000 миль, и на этом расстоянии она чувствует сильное притяжение со стороны Солнца и Земли.

«Луна сейчас находится так далеко, что Солнце и Земля конкурируют за ее внимание», — сказал Уильямс. «Они оба это тянут».

Состав Луны остается загадкой

Расчеты Уильямса и Цугера предполагают, что спутник, захваченный посредством бинарного обмена, может демонстрировать то же поведение, что и спутник Земли. Но Уильямс признал, что эта теория не обязательно является последним словом.

«Никто не знает, как образовалась Луна. За последние четыре десятилетия у нас была одна возможность того, как она туда попала. Теперь у нас есть две, это открывает сокровищницу новых вопросов и возможностей для дальнейшего изучения».

Исследование опубликовано в Планетарный научный журнал.

—–

Понравилось то, что я прочитал? Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать интересные статьи, эксклюзивный контент и последние обновления.

Посетите нас в EarthSnap, бесплатном приложении, предоставленном вам Эрик Раллс и Earth.com.

—–