Księżyc mógł powstać w wyniku zderzenia kolczastego embrionu Ziemi i małego obiektu wielkości Marsa, który całkowicie stopił się, gdy zderzył się z naszą planetą i którego skały nadal znajdują się we wnętrznościach Ziemi.
Współczesny księżyc powstał w wyniku gwałtownego zderzenia czołowego między Ziemią a Theią, przypuszczalnie przodkiem satelity naszej planety, które miało miejsce około 100 milionów lat po narodzinach Ziemi, zgodnie z artykułem opublikowanym w czasopiśmie Science.
Od 30 lat powszechnie przyjmuje się, że Księżyc powstał w wyniku zderzenia protoplanetarnego ciała Theii z „embrionem” Ziemi. Zderzenie doprowadziło do uwolnienia materii Theii i proto-Ziemi w kosmos, z tej materii powstał Księżyc. Teoria zderzenia proto-Ziemi z dużym ciałem niebieskim dobrze wyjaśnia masę Księżyca, niską zawartość żelaza i inne parametry.
Jednak w takim zderzeniu znaczna część materiału, z którego składa się księżyc, powinna pochodzić z hipotetycznej Theii. Swoim składem powinien różnić się od Ziemi, ponieważ różni się od niej większość ciał niebieskich w wewnętrznym regionie Układu Słonecznego, w tym planety ziemskie i asteroidy. Ale w rzeczywistości skład Ziemi i Księżyca jest bardzo podobny, do tej samej proporcji izotopów wielu metali i innych pierwiastków.
Edward Young z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (USA) i jego koledzy znaleźli wyjaśnienie tego niezwykłego zbiegów okoliczności w składzie Ziemi i Księżyca, porównując frakcje „ciężkich” izotopów tlenu oraz analizując możliwe scenariusze i okoliczności narodzin satelity naszej planety.
Jak zauważyła grupa Younga, obecnie większość naukowców uważa, że Theia tylko lekko dotknęła Ziemi podczas „kosmicznego wypadku”, uderzając ją pod dużym kątem i nie uderzając z dużą prędkością bezpośrednio w naszą planetę. Taki scenariusz jest potrzebny, aby wyjaśnić, dlaczego skały księżycowe mają niską zawartość żelaza i dlaczego Księżyc oddala się, a nie bliżej Ziemi, jak robią to Fobos i Mars.
Z drugiej strony taki scenariusz ma problem - w tym przypadku proporcje izotopów tlenu i szeregu innych substancji będą nierówne, co zaprzecza danym z analizy próbek gleby pobranych przez astronautów z Apollo. Stosunkowo niedawno, bo w 2014 roku, wydawało się, że znaleziono wyjście z tego problemu. Niemieccy chemicy odkryli, że stosunek dwóch „ciężkich” izotopów tlenu (17 i 18) do „normalnego” tlenu-16 w nich jest nieznacznie, ale inny - 12 części na milion.
Young i jego koledzy dwukrotnie sprawdzili te pomiary za pomocą ultraprecyzyjnego spektrometru mas, wykorzystując próbki sprowadzone na Ziemię przez Apollo-12, 15 i 17, a także szereg najstarszych skał na Ziemi.
Film promocyjny:
Tym razem analiza geochemiczna wykazała, że frakcje izotopów tlenu w skałach ziemskich i księżycowych były dokładnie takie same, różniąc się w najgorszym przypadku tylko o jedną dziesięciotysięczną procenta, co w rzeczywistości, biorąc pod uwagę niedokładność instrumentów, wynosi zero.
W związku z tym pojawiło się pytanie, w jaki sposób Księżyc wszedł na swoją orbitę i jak ogólnie został uformowany. Biorąc pod uwagę równe proporcje izotopów, wskazujące na podobieństwo skał Ziemi i jej satelity, zderzenie Ziemi z Theią, zdaniem Younga, było czołowe.
Jego zdaniem nasza planeta i zarodek Księżyca zderzyły się pod kątem prostym z bardzo dużą prędkością, w wyniku czego Theia „przebiła” skorupę ziemską, całkowicie stopiła się i połączyła ze skałami naszej planety. Część tego stopu została wyrzucona w kosmos, gdzie stopniowo „zebrała się” na Księżycu.
Yang przyznaje, że ta teoria nie została wymyślona przez niego, ale przez astronomów z Instytutu Poszukiwań Cywilizacji Pozaziemskich, którzy zasugerowali, że Księżyc narodził się w czołowym zderzeniu szybko obracającej się proto-Ziemi o kształcie podobnym do „wiru” i ciała niebieskiego wielkości Marsa. Naukowcy podsumowują, że dane izotopowe uzyskane przez grupę Younga potwierdziły tę teorię z 2012 roku.
