Луна могла быть другой: открытие бросает вызов теориям о ранней истории спутника Земли

Многие годы ученые спорили о том, как появилась Луна и теперь считается, что она возникла в результате удара объекта размером с Марс в Землю примерно 4,5 млрд лет назад. Из обломков, отколовшихся от Земли возникла Луна, которая миллионы лет удалялась от нашей планеты. Новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, предлагает некоторые удивительные нюансы в общепринятой модели движения ранней Луны, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Существует много доказательств в пользу того, что из обломков, отколовшихся от Земли, образовалась Луна. В частности, об этом говорит состав мантии нашей планеты и лунных горных пород. Обломки сначала начали кружить на орбите вокруг Земли, а затем слились вместе. При этом большая часть обломков упала обратно на Землю, а некоторая часть улетела из системы Земля-Луна. Авторы исследования изучили динамику обломков, выброшенных после удара по Земле.

После того, как образовалась Луна она вращалась вокруг Земли на расстоянии, которое составило примерно 5% нынешнего среднего расстояния от нашей планеты, составляющего 384 400 км. Взаимное гравитационное влияние Луны и Земли привело к тому, что наш спутник медленно отдалился и занял нынешнюю орбиту.

В самом начале поверхность Луны была покрыта раскаленной магмой, которая постепенно остыла и затвердела и таким образом возникли мантия, кора и ядро спутника Земли. После этого постоянная бомбардировка поверхности Луны астероидами и метеоритами привела к появлению многочисленных кратеров, а вулканическая активность стала причиной появления лунных морей.

Со временем орбита вращения Луны вокруг Земли стала немного эллиптической с эксцентриситетом 0,0549. Это значит, что Луна в самой близкой точке находится на расстоянии 364 397 км от Земли, а в самой дальней – на расстоянии 406 731 км.

Но в самом начале истории системы Земля-Луна, частицы, которые формировали наш спутник, совершали более хаотичные путешествия. Эволюцию орбиты спутников описывают термином под названием прецессия линии узлов. Это колебание орбиты вокруг оси вращения главного тела.

Существует два типа такой прецессии и первый возникает, когда частицы на орбите медленно прецессируют вокруг вектора момента импульса системы Земля-Луна. Другой возникает в сильно эксцентричных двойных системах, когда наклон орбитального движения объекта очень большой. Частицы прецессирует вокруг вектора двойного эксцентриситета.

Ученые считают, что когда вокруг Земли вращались частицы, которые формировали Луну, то такие описанные орбиты были бы нестабильными.

Ученые выяснили, что наиболее стабильными из всех возможных орбит частиц были те, что находились на полярных орбитах. Также ученые считают, что полярные орбиты существовали в двойной системе Земля-Луна после образования Луны.

Поскольку разделение Земли и Луны медленно увеличивалось из-за приливных взаимодействий, область пространства, где могли существовать полярные орбиты, уменьшалась.

Сегодня, когда Луна находится на своем нынешнем расстоянии от Земли, нет стабильных полярных орбит, поскольку преобладает прецессия линии узлов, вызванная Солнцем.

Ученые пришли к выводу, что наличие обломков на полярных орбитах может приводить к росту эксцентриситета двойной системы, такой как Земля и Луна. Если бы значительное количество обломков попало на полярную орбиту, то эксцентриситет системы Земля-Луна стал бы больше.

Как уже писал Фокус, термоядерная энергия стала ближе к реальности, ведь физики установили новый рекорд с плазмой. Ученые смогли преодолеть предел электронной плотности плазмы в 10 раз в термоядерном реакторе и это огромный шаг вперед к получению безграничной энергии.

Также Фокус писал о том, что на поверхность Луны с ее орбиты был отправлен лазерный сигнал и получен ответ. Таким образом NASA проверило новую технологию для навигации.