Для своих размеров и положения в Солнечной системе Земля имеет удивительно большой спутник. Как именно наша планета получила своего компаньона, долгое время оставалось загадкой для исследователей. Ученые из Юго-западного исследовательского института и Университета Аризоны лишь недавно поняли, как сформировался спутник — это произошло в результате столкновения объекта размером с Марс с Землей примерно 4,5 миллиарда лет назад.
Ошибка старых моделей
О самом факте столкновения ученые знали и раньше. В этом сценарии в Землю врезалась Тейя. Ее обломки рассеялись на орбите. В таких симуляциях и последующих моделях игнорировалась прочность материала, которая считалась незначительной для таких высокоэнергетических событий.
Профессор Адин Дентон, автор нового проекта, пересмотрела эту гипотезу, используя современные вычислительные методы. Они впервые учли зависимость геологической прочности от температуры.
Прочность и температура: как появилась луна
Как показало исследование, физическое состояние протопланет прямо перед ударом играет решающую роль.
- Раскаленные породы уступают силе удара легко, давая пластическую деформацию.
- Более холодные и твердые породы обладают высокой сопротивляемостью, что кардинально меняет механику разлета осколков.
Поскольку планеты со временем остывают, их прочность напрямую связана с тем, на каком именно этапе эволюции Солнечной системы произошло столкновение.
Луна появилась за пять часов
Когда ученые задали в симуляции реалистичные геологические параметры и одинаковые температурные профили для обоих тел, результат их удивил.
Вместо того чтобы полностью разрушить Тейю и превратить ее в раскаленное облако крошки, сопротивление твердых пород привело к иному исходу. Удар выбросил на орбиту Земли не пылевой диск, а практически сформированную, цельную Луну — и весь этот процесс занял примерно пять часов.
Новый ключ к загадке возраста Луны
Открытие дает астрофизикам новый инструмент для определения точного времени появления нашего спутника. Зависимость между температурой протопланет и конечной формой Луны позволяет увязать текущий состав спутника с тем, насколько остывшими были Земля и Тейя в момент столкновения.
Главной загадкой для ученых пока остается поразительное химическое сходство Земли и Луны. Как отмечает доктор Дентон, если Земля и Марс в Солнечной системе соотносятся как родные братья, то Земля и Луна по своему составу больше похожи на близнецов.
