Місяць міг сформуватися майже одразу після гігантського зіткнення молодої Землі з планетою Тейя, а не збиратися з уламків протягом сотень років. Нове моделювання показало, що вирішальними могли стати температура та міцність планети, яка врізалася в Землю.
Про це пише The Astrophysical Journal Letters.
Основна теорія походження Місяця пов'язує його появу з катастрофічним зіткненням на ранньому етапі існування Сонячної системи. Вважається, що в молоду Землю врізалося небесне тіло розміром приблизно з Марс, яке отримало назву Тейя.
Після удару в космос було викинуто величезну кількість речовини. Традиційний сценарій передбачає, що навколо Землі сформувався диск із пилу та уламків, з якого поступово утворився Місяць.
Такий процес міг тривати сотні років. Однак дослідники з Південно-Західного дослідницького інституту та Університету Аризони отримали й зовсім інший результат.
У нових комп'ютерних моделях вони врахували механічну міцність планетарних тіл. Раніше під час подібних симуляцій Землю і Тейю часто розглядали як рідини, оскільки вважалося, що твердість таких великих об'єктів під час потужного зіткнення не матиме вирішального значення.
Нові розрахунки показали, що цей фактор може суттєво змінювати результат.
«Ми не знали напевно, чи має це значення для Місяця. Коли ми провели моделювання, виявилося, що це насправді має велике значення», — розповіла керівниця дослідження Адін Дентон.
Особливе значення мала температура Тейї. Чим гарячішим є матеріал небесного тіла, тим меншою стає його механічна міцність, тому різний стан планети перед зіткненням приводив у моделях до різних сценаріїв.
В одному з них дослідники отримали традиційний результат. Якщо Тейя була відносно холодною, з температурою близько 127 °C, після удару виникав диск уламків, а Місяць формувався з нього поступово протягом кількох сотень років.
Зовсім інший сценарій виник за значно вищої температури Тейї. Моделювання показало, що супутник Землі в такому разі міг сформуватися лише за кілька годин.
Для цього Тейя мала залишатися переважно твердою, але бути надзвичайно гарячою. Температура її поверхні могла становити близько 1730 °C.
За таких умов зовнішні шари могли бути розплавленими, тоді як речовина на більшій глибині через високий тиск залишалася твердою. Саме поєднання високої температури та механічної міцності могло різко прискорити формування Місяця після зіткнення.
Результати моделювання можуть допомогти уточнити не лише процес появи супутника, а й обставини зіткнення Землі з Тейєю. Однією із загадок залишається надзвичайна схожість складу Землі та Місяця.
Одне з можливих пояснень полягає в тому, що Земля і Тейя могли сформуватися в близьких областях Сонячної системи та спочатку мати схожий склад.
Новий сценарій також допускає, що частина Тейї досі перебуває всередині Землі. Значна частина її мантії могла піти на формування Місяця, тоді як ядро та решта мантії після зіткнення злилися з нашою планетою.
