Луна могла образоваться за считанные часы после удара Тейи о Землю — ученые

Лунный спутник мог возникнуть не за тысячелетия или миллионы лет, а буквально за считанные часы после столкновения первобытной Земли с Тейей — протопланетой марсианских масштабов. Новейшее компьютерное симулирование продемонстрировало, что в определенном сценарии полноценное небесное тело оформилось спустя всего пять часов после грандиозного космического катаклизма.

Согласно преобладающей теории появления Луны, порядка 4,5 миллиардов лет назад наша планета столкнулась с Тейей. Мощнейший удар катапультировал колоссальные массы материи на околоземную орбиту, где со временем из них и собрался спутник.

Коллектив экспертов под предводительством Адин Дентон из американского Юго-Западного исследовательского института выполнил углубленное математическое моделирование этого процесса. В отличие от подавляющего большинства предшествующих вычислений, ученые задействовали параметр физической прочности вещества, напрямую зависящий от температурных показателей юных миров.

Данный нюанс приобрел решающее значение. Раскаленная материя поддается деформации и распаду значительно проще, тогда как остывшая обретает повышенную твердость. Следовательно, итог столкновения определялся степенью термического остывания обеих планет к моменту катастрофы.

Если бы удар произошел спустя 100–150 миллионов лет после зарождения планетной системы, Тейя успела бы основательно остыть. При таком раскладе она обладала бы большей прочностью, часть космической странницы уцелела бы после удара, а вокруг Земли возникло бы кольцо обломков, из которого Луна собиралась бы поступательно.

Однако при столкновении менее чем через 60 миллионов лет после формирования планет ситуация кардинально менялась. Более разогретая и податливая Тейя стиралась в пыль практически полностью, извергая на орбитальные траектории колоссальные объемы вещества.

Именно подобный сценарий породил наиболее поразительный исход симуляции. В условиях температур, сопоставимых с базовыми параметрами классических моделей гигантских столкновений, целостная Луна оформилась на орбите Земли уже приблизительно через пять часов.

Схожий гипотетический сценарий мгновенного формирования впервые детально прорабатывался специалистами NASA в 2022 году. Свежие расчеты подтверждают его физическую состоятельность при условии интеграции температурных факторов и прочностных характеристик сталкивающихся протопланет.

Тем не менее, остается открытым существенный вопрос. Согласно симуляциям, львиная доля лунного материала должна состоять из мантии Тейи, тогда как вклад земных недр выглядит незначительным. При этом подлинные образцы лунного грунта демонстрируют поразительное изотопное сходство с земными породами. Существующие концепции пока не способны исчерпывающе разрешить это противоречие.

Свежие изыскания способны помочь точнее установить тайминг и обстоятельства появления Луны. Сопоставляя химический профиль, концентрацию летучих соединений и прочие свойства спутника с результатами моделирования при различных температурных режимах Тейи, ученые приблизятся к разгадке.

Полученные выводы имеют принципиальное значение и для астрофизических исследований экзопланет. Если спутники твердых планет действительно способны рождаться за считанные часы после ударов, а околопланетные диски рассеиваются стремительно, то зафиксировать рождение таких экзолун прямыми методами будет значительно труднее, чем предполагалось ранее.

Источник: iXBT