Откуда взялась луна?

На протяжении всей истории астрономических исследований человечества одним из самых известных и изученных объектов является Луна. Луна считается мистическим символом во многих культурах, и существует множество историй о поэтической красоте, магии и силе этой планеты.

Луна — самый большой спутник, имеющий самую тесную связь с Землей. На сегодняшний день 12 человек ступили на поверхность Луны, чтобы узнать больше об этом естественном спутнике. Так как же мы узнали о Луне? Каково происхождение и формирование этой планеты?

Происхождение Луны

Что касается того, как образовалась Луна, то после тысяч лет исследований и наблюдений у человечества по-прежнему имеется лишь разрозненный набор теорий. Давайте рассмотрим общепринятые гипотезы о происхождении Луны.

Луна и Земля образовались вместе

Эта теория утверждает, что Луна и Земля образовались одновременно из первичного аккреционного диска — дискообразного потока газа, плазмы, пыли или частиц, окружавшего астрономический объект, который постепенно сжимался внутрь, — что помогло бы объяснить геологическое сходство между двумя телами. Например, соотношение изотопов кислорода на Луне, по-видимому, идентично земному.

Газ из облака конденсируется в вещество, а мусор притягивается и прикрепляется к тому или иному объекту. Земля случайно притягивает больше материи и увеличивает свою массу. Из двух небесных тел масса Земли позволила ей развить доминирующую силу тяготения, и Луна начала вращаться вокруг Земли. Однако критики отмечают, что эта теория не объясняет текущий угловой момент вращения Луны вокруг Земли.

Распад Земли создает Луну

В одной из ранних теорий образования Луны, наиболее известной из которых является теория сэра Джорджа Дарвина, английского астронома и сына натуралиста Чарльза Дарвина, предполагается, что Земля когда-то вращалась так быстро, что куски материала отлетали от ее поверхности. Предполагается, что этот материал затем сконденсировался в Луну.

Хотя теория деления казалась убедительной, поскольку состав мантий Земли и Луны был схож, со временем она потерпела неудачу, поскольку никто не смог обнаружить правильное сочетание свойств вращающейся протоЗемли, чтобы создать нужный тип протоЛуны.

Точнее говоря, ученые просто не верят, что Земля может вращаться достаточно быстро, чтобы терять части своего собственного материала. Более того, астрономы до сих пор не обнаружили никаких доказательств столь быстрого вращения на Земле или Луне.

Земля «хватает» Луну, проходящую мимо по орбите

Третья наиболее распространенная гипотеза предполагает, что Луна могла образоваться в другом месте Солнечной системы, но вне зоны влияния гравитации Земли. Некоторые ученые полагают, что Луна могла быть «захвачена» другой планетой на какое-то время, прежде чем вырваться из ее рук, а затем приблизиться к Земле. Расстояние настолько близко, что Земля может притянуть Луну на свою орбиту.

На самом деле считается, что многие планеты, такие как Марс, «захватили» небольшие астероиды, пролетавшие в пределах их гравитационного поля, и превратили их в луны. Однако ученым еще предстоит выяснить механизм, с помощью которого Земля может «захватить» Луну, чтобы оставаться на орбите. Кроме того, эта гипотеза утратила популярность после того, как было обнаружено, что Земля и Луна имеют схожие геологические особенности.

Руины разрушенной планеты Тейя сливаются в луну

Теория основана на жестоком столкновении планеты размером с Марс под названием Тейя с Землей. Ученые предполагают, что Тейя состоит из другой материи, возможно, более слабой, чем Земля. После «атаки» Тейи Земля осталась относительно нетронутой. Однако Тейя распалась, а оставшиеся части в конечном итоге слились в Луну. Хотя эта теория изначально казалась убедительной, в конечном итоге она потерпела неудачу, поскольку Земля и Луна состоят из схожих элементов (особенно кремния и кислорода) в схожих концентрациях.

Воздействие Тейи создает «Синестию»

Что, если Тейя ударила по молодой Земле с такой силой, что они обе «испарились»? Некоторые ученые полагают, что в результате столкновения могло образоваться странное облако в форме бублика, называемое синестией. Они утверждают, что эта структура может действовать как своего рода вращающийся диск, смешивая химические элементы, обнаруженные на каждой планете. Со временем материал за пределами синестии объединился в Луну, а оставшийся материал сформировал Землю.

Столкновение двух одинаковых планет

В этом сценарии Тея все равно упадет на Землю, но полной фрагментации не произойдет, и обломки удара все равно объединятся в Луну. Уникальность этой теории в том, что материя, из которой состоит Тейя, — это та же материя, из которой состоит Земля. Теперь возникает вопрос: как образовалась Тейя? Возможно, и Тейя, и Земля сформировались на противоположных сторонах одного и того же аккреционного диска (его материал был распределен равномерно). Затем что-то нарушило орбиту Теи вокруг Солнца и заставило ее отклониться от своего первоначального положения, в результате чего Тея врезалась в Землю.

Множество гипотез о внеземном воздействии

Согласно этой теории, на раннем этапе развития Земля претерпела не одно, а несколько столкновений. Считается, что каждый удар привел к образованию осколков, которые в конечном итоге объединились в небольшую луну. Затем эти небольшие спутники объединились, образовав Луну в ее нынешнем виде.

Гипотеза предполагает, что в течение нескольких часов после каждого столкновения образуется диск материала, который в течение нескольких сотен лет конденсируется в небольшой спутник. Израильские ученые выдвинули эту идею в начале 2017 года, утверждая, что совокупное воздействие нескольких высокоскоростных столкновений могло создать достаточно материала для формирования Луны. Однако они также заявили, что механизм, объясняющий, как каждый из этих отдельных спутников объединился в более крупное небесное тело, еще не описан.