Как появилась луна: Как появилась Луна

Содержание

Как появилась Луна: ученые воссоздали на видео процесс реального столкновения Земли с другой планетой

Комсомольская правда

НаукаКАРТИНА ДНЯ

Владимир ЛАГОВСКИЙ

9 октября 2022 18:35

Ученые в подробностях показали видео того, как 4,5 млрд лет назад появилась Луна

На образование Луны ушли считанные часы.

Когда Луны еще не было

В школе нас учили неправильно: оказывается, наш естественный спутник не образовался вместе с Землей из так называемого протопланетного диска – кольцевого скопления пыли и газов вокруг Солнца. Ныне принято считать, Луна появилась в результате чудовищного катаклизма – ДТП почти галактического масштаба, случившегося примерно 4,5 миллиардов лет назад. В прото-Землю, которую астрономы называют Геей, врезалась другая планета — чуть меньшего размера — примерно с Марс. Некая Тея. А до столкновения с этой Теей никакого спутника у Геи не было.

Гея + Тея = Земля + Луна

Так в виде почти математической формулы можно записать суть судьбоносного ДТП. Недавно британские ученые из Института вычислительной космологии Даремского университета (Institute for Computational Cosmology, Durham University) завершили компьютерное моделирование — воспроизвели катаклизм в мельчайших подробностях и создали самую свежую его анимацию.

Астрофизики, коллективом которых руководил Джейкоб Кегеррейс (Jacob Kegerreis), начали свое «расследование» несколько лет назад в сотрудничестве с американцами из NASA (BAERI/NASA Ames Research Centre) и Вашингтонского университета (University of Washington). Впервые отчитались в 2020 году, опубликовав промежуточные результаты в журнале Astrophysical Journal Letters.

Виновницей космического ДТП скорее всего была Тея.

«Дознаватели» тогда прокрутили около 300 различных вариантов ДТП. Сталкивали его участников с разной скоростью и под разными углами. Но до появления Луны добрались лишь недавно, попутно определив, что наша планета лишается до 60 процентов своей атмосферы – его уносит в космос. То есть, воздуха на Земле могло бы быть больше, не обзаведись она Луной.

По словам Джейкоба Кегеррейса, промежуточные результаты «помогли сузить количество вероятных сценариев формирования Луны». И в конце концов подвели к выводу, что наш естественный спутник – нынешнего размера, формы и на нынешнем месте — образовался примерно за 20 часов. Это практически мгновенно по космическим меркам.

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ВЕРСИЯ

Земля была плоской

Компьютерное моделирование процесса образования Луны – тоже в результате столкновения Геи и Теи – несколько лет назад провели по-своему астрофизик из Гарварда (Harvard University) Саймон Лок (Simon Lock) и планетолог из Калифорнийского университета (University of California) Сара Стюарт (Sarah Stewart). У них вышло, что планеты столкнулись так, что буквально слились в синестий – в одно космическое тело. Образовавшаяся смесь приняла форму пончика — сильно сплющенного объекта. Почти плоского и очень горячего.

Примерно через 100 лет от пончика-синестия откололся кусок, который сформировал шар Луны. Из оставшегося материала получился земной шар. Объекты заняли свои места, на которых находятся и поныне.

Какое-то время Земля была почти плоской.

Результат, полученный Сарой и Саймоном, свидетельствует в пользу альтернативной теории, согласно которой Луна «отпочковалась» не от одной лишь Теи и не от одной лишь Земли, а от пончика, замешенного из материала двух планет. Ведь изотопные составы лунного и земного грунта одинаковы. Ученые обнаружили это, сравнив образцы, доставленные с Луны экспедициями «Аполлон», с теми, которые были собраны на Земле в районах с активной вулканической деятельностью.

НА ГРАНИ ФАНТАСТИКИ

Луна — подарок инопланетян!

Российский астроном Владимир Коваль еще в 1981 году не сомневался, что представители высокоразвитой цивилизации посещали Солнечную систему. И оставили о себе память. Точнее — памятник. Луну! Подробнее об этом в нашем материале.

Ученые показали, как 4,5 млрд лет назад появилась Луна

Посмотрите, как появилась Луна. Древняя планета врезалась в Землю

Поиск по сайту

Наука
3 января 2021

Анастасия
Никифорова

Новостной редактор

Анастасия
Никифорова

Новостной редактор

Детали формирования Луны до их пор остаются тайной. Исследователи из Даремского университета разработали суперкомпьютерное моделирование, показывающее, как могло происходить это древнее столкновение.

Читайте «Хайтек» в

Большинство астрономов уверены, что молодая Земля была атакована объектом размером с Марс под названием Тейя примерно 4,5 млрд лет назад. Из обломков и появилась прото-Луна. Вращаясь вокруг Земли, она остыла и собрала обломки с орбиты. В то время Луна была намного ближе к Земле, чем сегодня.

Снимок экрана одного из симуляторов, демонстрирующий, как Луна образовалась бы в результате столкновения молодой Земли с Тейей, телом размером с Марс. Изображение предоставлено: Серхио Руис-Бонилья

Скорость Тейи, угол удара и скорость вращения тела повлияли на столкновение с Землей и образование Луны. Команда исследователей изучила широкий спектр возможных условий, от отсутствия вращения до быстрого вращения и от скользящих до более прямых ударов в своем новом исследовании. Данные позволили смоделировать столкновение Тейи с Землей и образование Луны.

Когда моделирование проверило эффект от удара невращающейся Тейи, в результате столкновения получился спутник с массой примерно 80% Луны. А добавление небольшого вращения привело к тому, что вторая Луна оказалась на орбите вокруг Земли. При этом некоторые из изученных столкновений привели к слиянию ранней Земли и Тейи, в то время как другие показали просто скользящий удар между телами.

На видео выше вы можете посмотреть моделирование, показывающее детали древнего столкновения между ранней Землей и телом размером с Марс

Исследователи продолжат уточнение моделей, изучая, как масса, скорость, вращение и другие факторы могут повлиять на удар, сформировавший Луну.

Читать далее

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?

В образцах грунта с астероида Рюгу нашелся искусственный объект. Как это?

Читать ещё

Поздравляем, вы оформили подписку на дайджест Хайтека! Проверьте вашу почту

Спасибо, Ваше сообщение успешно отправлено.

Как образовалась Луна?

(Изображение предоставлено: Getty Images)

Луна образовалась через сто миллионов лет после создания Солнечной системы. Это заставило ученых задуматься о том, что послужило причиной рождения спутника нашей планеты, если это не произошло в результате событий, связанных с формированием планет. Вот лишь три наиболее правдоподобных объяснения.

Гипотеза гигантского столкновения

Преобладающая теория, поддерживаемая научным сообществом, предполагает, что Луна образовалась, когда объект врезался в раннюю Землю. Как и другие планеты, Земля образовалась из оставшегося облака пыли и газа, вращающегося вокруг молодого солнца. Ранняя солнечная система была жестоким местом, и было создано несколько тел, которые так и не достигли полного планетарного статуса. Один из них мог врезаться в Землю вскоре после создания молодой планеты.

Известное как Тейя, тело размером с Марс столкнулось с Землей, выбросив в космос испаренные куски коры молодой планеты. Гравитация связала выброшенные частицы вместе, создав луну, которая является самой большой в Солнечной системе по отношению к планете-хозяину. Такое образование могло бы объяснить, почему Луна состоит преимущественно из более легких элементов, что делает ее менее плотной, чем Земля — материал, из которого она образовалась, пришел из коры, оставив нетронутым каменистое ядро планеты. По мере того как материал собирался вместе вокруг того, что осталось от ядра Тейи, его центр должен был располагаться вблизи плоскости эклиптики Земли, пути, по которому солнце движется по небу, где сегодня вращается Луна.

Иллюстрация потенциального удара, создавшего Луну. (Изображение предоставлено Getty Images)

По данным НАСА, «когда столкнулись молодая Земля и это тело-изгой, задействованная энергия была в 100 миллионов раз больше, чем гораздо более позднее событие, которое, как считается, уничтожило динозавров».

Хотя это самая популярная теория, она не лишена недостатков. Большинство моделей предполагают, что более 60% Луны должно состоять из материала Тейи. Но образцы горных пород из миссий «Аполлон» говорят об обратном.

«С точки зрения состава Земля и Луна почти близнецы, их составы отличаются не более чем на несколько миллионных долей», — сказала Space.com Алессандра Мастробуоно-Баттисти, астрофизик из Израильского технологического института в Хайфе. «Это противоречие бросило тень на модель гигантского удара».

В 2020 году исследование, опубликованное в Nature Geoscience (открывается в новой вкладке), предложило объяснение того, почему Луна и Земля имеют такой похожий состав. Изучив изотопы кислорода в лунных породах, доставленных на Землю астронавтами Аполлона, исследователи обнаружили небольшую разницу по сравнению с земными породами. Образцы, собранные из глубокой лунной мантии (слоя под корой), были намного тяжелее, чем те, что были найдены на Земле, и «имеют изотопный состав, который наиболее характерен для протолунного импактора Тейя», — пишут авторы исследования.

Еще в 2017 году израильские исследователи предложили альтернативную теорию удара , согласно которой на Землю выпал дождь из мелких обломков, что привело к созданию Луны.

«Сценарий множественных столкновений — более естественный способ объяснить формирование Луны», — сказал Space.com Ралука Руфу, научный сотрудник Института науки Вейцмана в Израиле и ведущий автор исследования. «На ранних стадиях Солнечной системы удары были очень многочисленны, поэтому более естественно, что Луну образовали несколько общих ударников, а не один особый.

Теория совместного образования

Луны также могут формироваться одновременно с их родительской планетой. Согласно такому объяснению, гравитация заставляла материал в ранней Солнечной системе сближаться в то же время, когда гравитация связывала частицы вместе, чтобы сформировать Землю. Такая луна имела бы состав, очень похожий на планету, и могла бы объяснить нынешнее положение луны. Однако, хотя Земля и Луна во многом состоят из одного и того же материала, Луна гораздо менее плотная, чем наша планета, что, вероятно, было бы не так, если бы обе они начинались с одних и тех же тяжелых элементов в своем ядре.

Ссылки по теме

В 2012 году исследователь Робин Кануп из Юго-западного научно-исследовательского института в Техасе предположил, что Земля и Луна образовались одновременно, когда два массивных объекта, в пять раз превышающих размер Марса, столкнулись друг с другом.

«После столкновения два тела одинакового размера снова столкнулись, сформировав раннюю Землю, окруженную диском из материала, который объединился, чтобы сформировать Луну», — сказали в НАСА. «Повторное столкновение и последующее слияние оставили два тела с похожим химическим составом, наблюдаемым сегодня».0003

Теория захвата

Возможно, гравитация Земли зацепила пролетающее тело, как это произошло с другими спутниками Солнечной системы, такими как марсианские спутники Фобос и Деймос . Согласно теории захвата, каменистое тело, образовавшееся в другом месте Солнечной системы, могло быть выведено на орбиту вокруг Земли. Теория захвата объяснила бы различия в составе Земли и ее Луны. Однако такие орбитальные аппараты часто имеют странную форму, а не сферические тела, такие как Луна. Их пути, как правило, не совпадают с эклиптикой их родительской планеты, в отличие от Луны.

Хотя теория совместного образования и теория захвата объясняют некоторые элементы существования Луны, они оставляют без ответа многие вопросы. В настоящее время гипотеза гигантского удара, кажется, охватывает многие из этих вопросов, что делает ее лучшей моделью, соответствующей научным доказательствам того, как была создана Луна.

Дополнительные ресурсы

Чтобы узнать больше о гипотезе гигантского столкновения, прочитайте книгу Даны Маккензи «Большой сплат, или как возникла наша Луна: жестокая естественная история». «Наша Солнечная система: исследование планет, лун, астероидов и других тайн космоса (откроется в новой вкладке)», Лиза Рейчли.

Библиография

Эрик Дж. Кано и др., «Различные изотопные составы кислорода Земли и Луны», Nature Geoscience, том 13, март 2020 г., https://doi.org/10.1038/s41561-020-0550-0 (открывается в новой вкладке)

Ралука Руфу, «Происхождение Луны при множественных ударах», Nature Geoscience, том 10, январь 2017 г., https://doi.org/10.1038/ngeo2866 (открывается в новой вкладке)

Эдвард Бельбруно и др., «Откуда взялась Луна? (открывается в новой вкладке)», The Astronomical Journal, Volume 129, март 2005 г.

Томас С. Круиджер и Грегори Арчер, «Нет 182W доказательств раннего формирования Луны», Nature Geoscience, том 14, октябрь 2021 г., https://doi.org/ (открывается в новой вкладке) 10.1038/s41561 -021-00820-2 (откроется в новой вкладке)

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space. com.

Нола Тейлор Тиллман — автор статей для Space.com. Она любит все, что связано с космосом и астрономией, и наслаждается возможностью узнать больше. Она имеет степень бакалавра английского языка и астрофизики в колледже Агнес Скотт и проходила стажировку в журнале Sky & Telescope. В свободное время она обучает своих четверых детей дома. Подпишитесь на нее в Твиттере @NolaTRedd