Исследование предполагает, что Луна могла быть захвачена из космоса, а не сформирована из столкнувшихся частиц. По крайней мере, так говорят ученые, изучившие изотопный состав горных пород, которые составляют ее поверхность.
Теории образования Луны
За шесть миссий на Луну, с 1969 по 1972 год, астронавты программы Apollo собрали более 800 фунтов лунной породы и почвы. Химический и изотопный анализ этого материала показал, что он подобен земным породам и почве: богат кальцием, базальтом и датируется примерно 60 млн годами после образования Солнечной системы.
Используя эти данные, планетологи, собравшиеся на конференции Кона на Гавайях в 1984 году, пришли к единому мнению, что Луна образовалась из обломков после столкновения с молодой Землей.
Но, по мнению двух исследователей из Пенсильванского университета, это может быть не подлинная история происхождения Луны. Новое исследование, опубликованное в журнале Planetary Science Journal Дарреном Уильямсом, профессором астрономии и астрофизики в Пенсильванском университете Беренда, и Майклом Цуггером, старшим инженером-исследователем в Лаборатории прикладных исследований Пенсильванского университета, предлагает другую возможность: Луна была захвачена во время близкого столкновения между молодой Землей и земной бинарной системой — Луной и другим скалистым объектом.
«Конференция в Коне задала нарратив на 40 лет», — сказал Уильямс. Но вопросы все еще оставались. Например, Луна, которая образуется в результате столкновения планет, когда обломки собираются в кольцо, должна вращаться над экватором планеты. Земной же спутник обращается скорее в плоскости эклиптики.
Новая теория образования, которую предлагают ученые
Согласно альтернативной теории захвата бинарного обмена, по словам исследователей, гравитация Земли разделила бинарную систему, зацепив один из объектов — Луну — и превратив его в спутник, вращающийся в своей нынешней плоскости.
Есть доказательства того, что это происходит и в других местах Солнечной системы, сказал Уильямс, указывая на Тритон, крупнейший из спутников Нептуна. Доминирующая гипотеза в этой области заключается в том, что Тритон был вытянут на орбиту из пояса Койпера, где один из каждых 10 объектов, как считается, является бинарным.
Тритон вращается вокруг Нептуна по ретроградной орбите, двигаясь в направлении, противоположном вращению планеты. Его орбита также значительно наклонена под углом 67 градусов к экватору Нептуна. Уильямс и Цуггер определили, что Земля могла захватить спутник, даже больше Луны — объект размером с Меркурий или даже Марс — но полученная орбита могла быть нестабильной.
Форма орбиты Луны по новой теории
Проблема заключается в том, что орбита «захвата» — та, по которой движется Луна, — начиналась как вытянутый эллипс, а не круг. Со временем под влиянием экстремальных приливов форма орбиты изменилась.
«Сегодня земные приливы опережают лунные, — говорит Уильямс. — Приток ускоряет орбиту. Это дает ему импульс, небольшой толчок. Со временем Луна дрейфует чуть дальше».
Эффект меняется на противоположный, если Луна находится ближе к Земле, как это было бы сразу после захвата. Рассчитав конфигурации приливов и отливов, также размер и форму орбиты, исследователи определили, что начальная эллиптическая орбита Луны сократилась в течение тысяч лет. Орбита также стала более круглой, закругляя свой путь, пока вращение Луны не зафиксировалось на ее орбите вокруг Земли, как это происходит сегодня.
В этот момент, по словам Уильямса, приливная эволюция, вероятно, сменилась противоположной, и Луна начала постепенно удаляться. По его словам, ежегодно она удаляется от Земли на 3 см. На нынешнем расстоянии от Земли — 384 тыс. км — Луна испытывает значительное влияние солнечной гравитации.
Необходимость дальнейшего усовершенствования теории
Расчеты ученых показывают, что с математической точки зрения увлеченный бинарным обменом спутник может вести себя так же, как и Луна. Но они не уверены, что Луна образовалась именно так.
«Никто не знает, как образовалась Луна, — говорит Уильямс. — В последние четыре десятилетия мы имели одну версию того, как она туда попала. Теперь у нас есть две. Это открывает кладезь новых вопросов и возможностей для дальнейшего изучения».
По материалам phys.org
