Как появилась Луна? Астрономы до сих пор не нашли окончательный ответ

Даже спустя 50 лет после того, как миссия «Аполлон-17» стартовала с Луны, планетологи все еще не могут сойтись во мнении о том, как же появился естественный спутник Земли. Общепризнанным является то, что он образовался в результате столкновения с Тейей, которое, как считается, произошло 4,51 миллиарда лет назад, сообщает Science Alert.

Но каких размеров была Тейя, неизвестно. Предполагается, что ее размеры варьируются от прото-Меркурия до объекта, примерно вдвое меньшего размера, чем современная Земля. Новые модели указывают на то, что столкновение с более крупным объектом может объяснить то, почему породы, доставленные «Аполлоном», похожи на те, которые наблюдаются в богатых оливином вулканических базальтах на Земле.

Земля сильно пострадала от этого масштабного столкновения; «Это действительно переписало историю нашей планеты», — заявил Вим ван Вестренен из Свободного университета Амстердама.

Луна, которая образовалась сразу после столкновения, была похожа на светящийся шар магмы, температура которой превышала тысячи градусов.  «Это еще даже не камень, поэтому он должен остыть, прежде чем смогут образоваться минералы, которые мы пытались датировать», — сказал ван Вестренен. По его словам, главный вопрос заключается в том, сколько времени прошло после столкновения, прежде чем образовались эти минералы? Как признает ван Вестренен, это очень сложно точно определить.

Породы, собранные «Аполлонами», все еще многое рассказывают ученым. Одним из самых известных образцов является порода «Генезис», которую в 1971 году доставила миссия «Аполлон-15». Он состоит почти исключительно из белого минерала плагиоклаза, который, благодаря своей лёгкости, обычно всплывает на поверхность магмы.

«Для образования большого количества белого вещества требуется огромное количество магмы, которая затем должна подняться наверх, поскольку сейчас она находится на поверхности. Это лучшее объяснение образования этих белых пород, включая образец «Генезис», — сказал ван Вестренен.

Белый цвет плагиоклаза, видимый при наблюдении Луны, обусловлен отражениями кристаллов плагиоклаза.

«Тот факт, что все тело Луны покрыто плагиоклазами, говорит о том, что мы видим свод древнего, огромного магматического массива», — объяснил ван Вестренен. Лабораторные эксперименты, которые провели ван Вестренен, сразу после образования Луна была полностью расплавлена, на 1700 километров в глубину уходила магма.

Одна из ключевых проблем в понимании формирования нашей системы Земля-Луна заключается в том, что, хотя гидродинамические численные модели воспроизводят физические свойства нынешней системы, они не соответствуют химическому составу известных тел.

Все модели показывают, что у Луны должен быть не такой химический состав, как наблюдается сейчас. По словам ван Вестренена, лунные породы гораздо больше похожи на земные, чем должны быть.

Считается, что либо Земля почти завершила свое формирование, и Луна образовалась в результате столкновения с нашей планетой небольшого метеорита размером с Меркурий, который ударился о нее с большой скоростью и под большим углом. Либо в то время Земля была сформирована лишь наполовину. То есть, чтобы Земля достигла нынешних размеров, с ней должна была столкнуться еще половина планеты.

Затем Луна образовалась из небольшого количества полностью перемешанных обломков Теи/половины Земли, оставшихся на орбите вокруг уже сформировавшейся планеты.

Считается, что более легкий материал, оставшийся после удара, сформировал Луну, а более плотный – сформировал Землю и опустился вниз, образовав ядро планеты.

Чтобы Луна образовалась  в результате классического гигантского столкновения, Тейя должна была бы столкнуться с Землей скользящим ударом. Половина врезается в сторону Земли, а другая половина как бы пролетает мимо и затем выходит на орбиту вокруг прото-Земли, которая образует Луну. Но в этом случае Луна была бы больше похожа на Тейю, состав которого должен отличаться от земного.

Напомним, недавно ученые нашли на Луне новый кратер-рекордсмен. И появился он совсем недавно, в 2024 году.