Происхождение Луны остаётся одной из самых спорных тем планетологии. Классическая гипотеза гигантского столкновения предполагает, что в раннюю Землю врезалось тело размером с Марс, выбросив вещество, из которого и сформировалась Луна. Эта версия долго считалась основной, но со временем накопилось слишком много несостыковок — от химического состава Луны до динамики орбит.
В работе Ника Горкавого предлагается альтернативный сценарий, который объясняет образование Луны, спутника Плутона Харона и даже двойных астероидов без единственного катастрофического удара.
Почему гигантский удар вызывает сомнения
У гипотезы одного мощного столкновения есть сразу несколько серьёзных проблем:
- химический состав Луны заметно отличается от земной мантии;
- у Луны всё же есть собственное ядро, пусть и небольшое;
- данные указывают, что лунное ядро могло сформироваться раньше земного;
- отсутствуют следы глобального океана магмы на Земле;
- подобный «удачный» удар пришлось бы повторить и для Харона, что выглядит крайне маловероятно.
Кроме того, двойные астероиды и системы малых тел встречаются слишком часто, чтобы объяснять их исключительно редкими катастрофами.
Вместо одного удара — миллионы
В основе новой модели лежит идея многоударного формирования. В ранней Солнечной системе Земля и другие тела пережили эпоху интенсивных столкновений с крупными астероидами размером от десятков до сотен километров.
Каждый такой удар выбрасывал вещество земной мантии в космос. Само по себе это вещество либо падало обратно, либо улетало навсегда. Но решающую роль сыграл протоспутниковый диск — разреженное кольцо частиц, уже существовавшее вокруг Земли.
Как материя удержалась на орбите
Ключевой механизм модели — столкновения выброшенного вещества с частицами диска:
- выбросы, летящие в том же направлении, что и диск, с высокой вероятностью переходили на устойчивые орбиты;
- выбросы с обратным направлением движения почти всегда падали обратно на планету;
- в результате происходил естественный отбор материи, подходящей для формирования спутника.
Расчёты показывают, что даже при массе выброшенных фрагментов в десятки раз больше массы частиц диска, они успешно удерживаются на орбите и постепенно «округляются», формируя плотный диск.
Диск не разрушался, а рос
Одно из ключевых опасений — не разрушит ли постоянная бомбардировка протоспутниковый диск. Моделирование сотен миллионов траекторий показало обратное:
- внутренняя часть диска частично теряла материал;
- на большинстве расстояний плотность диска увеличивалась;
- выбросы добавляли диску не только массу, но и угловой момент.
Это означает, что система была устойчивой и саморазвивающейся — идеальные условия для рождения крупного спутника.
Универсальный механизм для Луны, Харона и астероидов
Авторы показывают, что один и тот же механизм работает для разных тел:
- у гигантских планет спутники формируются в основном за счёт классической аккреции;
- у каменистых планет и астероидов решающую роль играет вещество, выброшенное с поверхности;
- так могли возникнуть Фобос и Деймос у Марса;
- так объясняется существование двойных и тройных астероидов.
Луна и Харон отличаются лишь тем, что со временем сильно удалились от своих планет из-за приливных эффектов.
Возможное объяснение древней бомбардировки Луны
Модель даёт и неожиданное объяснение интенсивным ударам по Луне около 3,9 млрд лет назад. Возможно, это были столкновения с меньшими спутниками Земли, которые со временем сближались с Луной и падали на её поверхность.
Даже асимметрия лунных морей может быть связана с ударами вещества, выброшенного с Земли.
Что меняет эта теория
Многоударная модель:
- объединяет идеи аккреции и ударного выброса вещества;
- избавляет от необходимости уникальных и маловероятных катастроф;
- объясняет разнообразие спутниковых систем в Солнечной системе единым механизмом.
Авторы подчёркивают: речь идёт не о замене одной догмы другой, а о более естественной и универсальной картине, в которой Луна — результат долгого и сложного процесса, а не одного «космического чуда».
Именно такой сценарий всё лучше согласуется с тем, что мы сегодня знаем о Луне, планетах и малых телах Солнечной системы.
Источники:
Статья создана по материалам arXiv.org
