Księżyc mógł powstać nie w wyniku pojedynczego zderzenia Ziemi z protoplanetą wielkości Marsa, ale w wyniku serii zderzeń małych planetarnych „embrionów” z Ziemią, co wyjaśniłoby dziwne cechy składu izotopowego Księżyca, zgodnie z artykułem opublikowanym w czasopiśmie Nature Geoscience.
„Gdyby Księżyc powstał w trakcie takiej serii zderzeń, pozwoliłoby to w bardzo oryginalny sposób rozwiązać problem z izotopami. Jego powstanie będzie podobne do tego, co dzieje się, gdy artysta miesza farby w palecie - im więcej mieszasz kolorów, tym mniej zmienia się efekt końcowy i tym bardziej będzie wyglądać jak ciemnobrązowa farba”- mówi Gareth Collins z Imperial College London (Wielka Brytania).
Tajemnice Księżyca
Od 30 lat powszechnie przyjmuje się, że Księżyc powstał w wyniku zderzenia Theia, ciała protoplanetarnego, 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.
Diagram formacji księżyca
Film promocyjny:
Rufu i in. / Nature Geoscience 2017
Stosunkowo niedawno planetolodzy zaproponowali raczej egzotyczne rozwiązanie tego problemu - tzw. Hipotezę „planety yula”. Zgodnie z nią młoda Ziemia musiała się bardzo szybko obracać i jednocześnie leżeć na boku, jak Uran, a zderzenie z Theią miało ją spowolnić i obrócić jej oś. Taki scenariusz w zasadzie ma prawo do życia, ale jest to niezwykle mało prawdopodobne, co sprawia, że planetolodzy szukają innych opcji narodzin Księżyca.
Hagai Perets z Israel Institute of Technology w Hajfie i jego koledzy zaproponowali alternatywne wyjaśnienie braku różnic we frakcjach izotopów w skałach Księżyca i Ziemi, sugerując, że towarzysz naszej planety nie mógł uformować się „na jednym posiedzeniu”, ale w częściach.
Kosmiczny bilard
Gdyby Ziemia zderzyła się nie z jedną Theią wielkości Marsa, ale z całym zestawem małych protoplanet, to prędkość obrotu naszej planety i konsekwencje zderzenia mogą nie być tak duże, jak wymaga tego klasyczny scenariusz powstania Księżyca. Za każdym razem, gdy takie „mini-księżyce” zderzały się z Ziemią, wyrzucały część jej materii na orbitę, gdzie połączyła się z istniejącym wcześniej Księżycem, powstałym po pierwszym zderzeniu.
Kierując się tym pomysłem. Perec i jego koledzy obliczyli konsekwencje zderzenia Ziemi z kilkoma takimi „embrionami” i sprawdzili, czy Księżyc może urosnąć do obecnych rozmiarów i osiągnąć w ten sposób pożądany stosunek izotopów.
Jak się okazało, taki scenariusz jest rzeczywiście możliwy - sekwencyjny upadek i zniszczenie około 20 małych ciał protoplanetarnych, których masa stanowi około 1-10% masy, wystarczy do uformowania Księżyca w jego obecnych rozmiarach i przy obecnym składzie. Z drugiej strony, jeśli choćby jeden „mini-księżyc” ucieknie z Ziemi, wówczas powstanie księżyca będzie wymagało znacznie większej liczby zarodków planetarnych.
Taka hipoteza może wydawać się jeszcze mniej realistyczna niż idea „planety yula”, jednak w pierwszych epokach życia Układu Słonecznego zamieszkiwały ją tysiące dużych i wiele małych embrionów planet, z których wiele zostało „wyrzuconych” na otwartą przestrzeń lub ustawionych na kursie kolizyjnym z Ziemią. i inne planety w momencie, gdy Jowisz i Saturn rozpoczęli swój ruch w kierunku Słońca. Możliwe, że niektóre z nich zderzyły się z proto-Ziemią i urodziły Księżyc.
