Согласно новому исследованию, опубликованному сегодня в Astrophysical Journal Letters, происхождение Луны можно объяснить гигантским ударом, который выбросил "луноподобное тело" на орбиту вокруг Земли.

Этот сценарий открывает новые возможности для определения начальной лунной орбиты, а также предполагаемого состава и внутренней структуры нашего спутника. Будущие лунные миссии, вероятно, предоставят более точную информацию о типе массивного воздействия, в результате которого образовалась Луна. Понимание таких событий поможет исследователям лучше понять историю формирования самой Земли.

Новое исследование предлагает альтернативное объяснение происхождения Луны: в результате массивного удара на орбиту вокруг Земли было выброшено нечто похожее на Луну.
Moon orbiting Earth. photovideostock/iStock

ИИ предложил новое объяснение происхождения Луны

Для поиска сценариев, которые могли бы объяснить современную систему Земля-Луна, ученые из Durham University's Institute for Computational Cosmology использовали самые подробные суперкомпьютерные симуляции. В рамках проекта были проведены сотни моделей столкновений, в которых изменялись масса и вращение двух сталкивающихся тел, а также угол и скорость удара.

На сервисе DiRAC Memory Intensive ("COSMA"), предоставляемым Durham University в интересах DiRAC High-Performance Computing facility, такие расчеты были выполнены благодаря использованию открытого кода моделирования SWIFT.

Использование более мощной вычислительной инфраструктуры позволило авторам обнаружить признаки, которые ранее были недоступны. В ходе исследования было доказано, что моделирование с низким разрешением может упустить существенные аспекты крупномасштабных столкновений. Моделирование с высоким разрешением позволило создать единственный спутник, похожий на Луну, однако дополнительная информация показала, что его внешние слои содержат больше земного материала.

"Такая модель формирования может объяснить сходство изотопного состава лунных пород, возвращенных астронавтами "Аполлона", и земной мантии", - объясняет соавтор исследования доктор Винсент Эке. "Толщина лунной коры также может иметь наблюдаемые эффекты, что поможет нам сузить специфику природы столкновения".

Новая теория ставит под сомнение классические теории, в том числе те, которые утверждают, что Луна сформировалась внутри диска обломков вокруг нашей планеты.

Предположим, что большая часть Луны сформировалась вскоре после мощного столкновения. В таком случае можно допустить, что меньшая часть Луны расплавилась в процессе ее формирования. Это ставит под сомнение традиционные теории, которые предсказывали, что Луна сформировалась внутри осколочного диска вокруг Земли. В зависимости от особенностей окончательного затвердевания, подобные теории могут предсказывать различные внутренние структуры Луны.

И это еще не все. В результате исследования ученые обнаружили, что даже когда спутник проходит настолько близко к Земле, что может быть разорван на части "приливными силами" земного притяжения, он все равно сможет устоять и переместиться на более крупную орбиту, что убережет его от дальнейшего разрушения.

"Это открывает совершенно новый диапазон возможных отправных точек для эволюции Луны. Мы начали этот проект, не зная точно, каковы будут результаты моделирования с очень высокой разрешающей способностью. Поэтому, помимо того, что стандартное разрешение может дать неверные ответы, было очень интересно узнать, что новые результаты могут включать в себя появление на орбите спутника очень похожего на Луну", - добавляет доктор Джейкоб Кегеррайс, ведущий автор исследования.

Существующие теории происхождения Луны

Считается, что ранняя Земля и объект размером с Марс, известный как Тейя, столкнулись  около 4,5 миллиардов лет назад, что привело к образованию Луны. Согласно большинству теорий, Луна формировалась с течением времени по мере накопления фрагментов удара. Однако эта гипотеза была опровергнута в результате анализа лунных пород, который показал, что их состав аналогичен составу мантии Земли. 

Источники: Astrophysical Journal Letters
1. (https://www.eurekalert.org/news-releases/966688)