Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна

MAXIM 4 часов назад 20

Человечество уже несколько столетий изучает космические просторы. Мы знаем о существовании черных дыр, отправляем во Вселенную исследовательские зонды, ищем доказательства присутствия других цивилизаций в нашей Галактике. Но для нас все еще остается загадкой происхождение ближайшего космического соседа — Луны.

Вместе с телеканалом «Наука» и циклом документальных фильмов «Большой скачок» разбираемся в гипотезах происхождения Луны и в том, почему ни одна из них до сих пор не может объяснить, как на самом деле «родился» земной спутник.

Гипотеза отделения и гипотеза захвата

Одна из наиболее популярных теорий появилась в конце XIX века благодаря английскому математику и астроному Джорджу Говарду Дарвину — сыну известного Чарльза Дарвина. Дарвин-младший предположил, что спутник образовался, когда от молодой, раскаленной и стремительно вращавшейся в то время Земли под действием центробежных сил отделилась огромная часть вещества.

Какое-то время теория пользовалась широкой поддержкой в научных кругах, но современные исследования и новые данные об устройстве Луны делают это предположение несостоятельным.

То же самое касается и другой гипотезы, согласно которой спутник сформировался в другой части Солнечной системы. Затем Земля притянула пролетавшую мимо Луну силой своей гравитации. Эту любопытную версию в 1909 году выдвинул американский астроном Томас Си.

Гипотеза кольца

Еще одну занятную гипотезу в 1975 году выдвинула советский астроном Евгения Рускол. Она предположила, что молодая Земля активно захватывала своей гравитацией другие астрономические тела. Любопытно, что многие из них не падали на поверхность планеты, а застревали на орбите. Там астероиды сталкивались друг с другом, и в результате таких столкновений вокруг Земли образовались кольца, подобные тем, что окружают Сатурн. Потом они потеряли скорость и за счет слабых соударений образовали Луну.

Казалось, что теория вполне логичная и может претендовать на действительность, но вскоре ее сломал изотопный анализ лунного грунта, доставленного на Землю американскими астронавтами в рамках программы «Аполлон».

Гипотеза конкреции

Эту гипотезу в 1785 году предложил немецкий философ Иммануил Кант. Согласно ей, Луна и Земля возникли рядом друг с другом примерно в один период из общего межзвездного облака. В процессе сжатия и фрагментации этого облака образовались два протопланетных тела разного размера: более массивная Протоземля и меньшая Протолуна.

Из-за разницы в габаритах они поглощали вещество из облака с разной скоростью: Земля аккретировала большую часть, тогда как Луна, подвергаясь интенсивному испарению, обогатилась труднолетучими элементами.

Позже эту идею поддерживали и развивали другие выдающиеся ученые, включая советского астронома и математика Отто Шмидта и академика Эрика Галимова.

Однако у этой гипотезы есть значительный недостаток: она не способна объяснить, почему при общем происхождении плотность Луны и Земли так сильно различаются. Американский исследователь Уильям Хартманн отметил, что сомневается в факте того, что оба тела сформировались из одного вещества, если у Земли есть массивное железное ядро, а у Луны оно практически отсутствует.

Гипотеза мегаимпакта

Сомнения в теории конкреции побудили того же Уильяма Хартманна заняться разработкой собственной гипотезы. В 1975 году он совместно с Дональдом Дэвисом выдвинул теорию, которая получила название «гигантский удар», или «мегаимпакт».

Согласно этой версии, около четырех с половиной миллиардов лет назад существовала Протоземля. В какой-то момент ее орбита пересеклась с орбитой другой молодой планеты — Тейи. В результате столкновения на орбиту молодой Земли было выброшено огромное количество раскаленного вещества. По некоторым оценкам, температура осколков могла достигать 10 000 градусов Цельсия.

Из этой раскаленной массы вблизи Земли образовалось новое астрономическое тело — будущая Луна. Со временем тело начало остывать, а за счет приливных взаимодействий с Землей Луна постепенно удалялась: сначала спутник находился на расстоянии 30-40 тысяч километров, сейчас же расстояние до Луны составляет 384 тысячи километров.

Гипотеза мегаимпакта привела ученых к двум важным выводам. Первый: Земля при столкновении утратила свой первичный океан, он просто испарился под воздействием колоссальной температуры. Второй: Луна за счет образования из еще более нагретого вещества лишилась всех легких элементов, включая воду. Почти двадцать лет исследователи считали, что данные о составе Луны полностью подтверждают эту теорию.

Гипотеза мультиимпакта

Своеобразная революция потрясла научное сообщество в 1994 году, когда в космос был отправлен американский аппарат «Клементина». Изначально «Клементина» разрабатывалась для военной отрасли, и изучение Луны не было ее первостепенной задачей. Однако с помощью радаров, размещенных на борту устройства, было обнаружено: в районе лунных полюсов может находиться лед. Это открытие поставило под сомнение достоверность мегаимпакта, ведь, согласно ему, Луна не должна содержать в своем составе воду.

Альтернативное объяснение происхождения Луны в 2007 году предложил Николай Горькавый — российский астрофизик. Он разработал мультиимпактную модель. Ее суть заключается в том, что Луна могла сформироваться не в результате одного колоссального столкновения, а в результате серии менее мощных, но многочисленных ударов. Когда достаточно крупный астероид падал на поверхность Земли, он выбивал из нее обломки, но температура при этом оставалась относительно низкой, порой даже не достигая точки кипения воды. Это позволяло части вещества сохранить в себе летучие соединения, включая воду.

Чтобы набрать достаточно материала для образования Луны, таких ударов должно было быть очень много — речь идет о миллионах астероидов диаметром от 10 до 1000 километров. Сегодня таких тел в Солнечной системе почти нет, но многочисленные кратеры на обратной стороне Луны могут указывать на то, что в далеком прошлом астероиды активно бомбардировали Землю и ее спутник.

Тем не менее, как и в случае других теорий, для окончательного подтверждения или опровержения этой гипотезы ученым требуется собрать гораздо больше данных. Радикально решить вопрос могли бы подробные исследования внутренних структур Луны. С их помощью можно было бы наконец найти ответ на вопрос, почему плотность спутника примерно в 1,7 раз меньше, чем плотность Земли.

Но подобные эксперименты требуют проведения большой серии сейсмических работ по всей Луне, а для этого сначала необходимо построить на ее поверхности постоянные исследовательские базы, которые смогут работать автономно.

Читать продолжение в источнике: MAXIM

Failed to connect to MySQL: Unknown database 'unlimitsecen'