To widok, na który fani science fiction mogli mieć tylko nadzieję: bliźniacze księżyce na nocnym niebie nad Ziemią. Nowy model sugeruje, że księżycowe wzgórza Dalekiego Wschodu mogły powstać w wyniku zderzenia z mniejszym towarzyszącym księżycem w tym, co naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz nazywają „wielką ikoną”.
Dlaczego bliskie i dalekie boki Księżyca są tak różne, od dawna intrygują planetologów. Bliższa strona jest stosunkowo niska i płaska, podczas gdy topografia odległej strony jest wysoka i górzysta, ze znacznie grubszą skorupą.
W rzeczywistości mamy nieco krzywy Księżyc.
Nowe badanie, opublikowane w wydaniu Nature z 4 sierpnia, opiera się na modelu „gigantycznego wpływu” na pochodzenie księżyca, w którym obiekt wielkości Marsa zderzył się z Ziemią na początku historii Układu Słonecznego i wyrzucił śmieci, które połączył się, tworząc księżyc.
Według nowego modelu komputerowego drugi księżyc wokół Ziemi miałby szerokość około 1200 kilometrów (750 mil) i mógłby powstać w wyniku tej samej kolizji. Później mniejszy księżyc spadł z powrotem na większy i pokrył jedną stronę dodatkową warstwą litej skorupy o grubości kilkudziesięciu kilometrów.
„Nasz model dobrze współpracuje z modelami gigantycznego uderzenia Księżyca, które przewidują, że na orbicie wokół Ziemi powinny pozostać ogromne szczątki oprócz samego Księżyca” - powiedział Erik Asphaug, profesor nauk o Ziemi i planetarnych na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz. „Zgadza się z tym, co wiadomo o dynamicznej stabilności takiego układu, czasie chłodzenia Księżyca i wiekach skał księżycowych”.
Inne modele komputerowe sugerują księżyc towarzyszący, powiedział Asphaug, który jest współautorem artykułu wraz z doktorem habilitowanym UCSC Martinem Jutzi.
Asphaug i Jutzi zastosowali symulacje komputerowe do zbadania dynamiki zderzenia Księżyca z mniejszym towarzyszem, który był około jednej trzydziestej masy „głównego” księżyca. Śledzili ewolucję i dystrybucję materiału księżycowego po jego zakończeniu.
Uderzenie między tymi dwoma ciałami byłoby względnie wolne, przy prędkości około 8 000 km / h (5000 mil na godzinę), co jest wystarczająco wolne, aby skały się nie stopiły i nie utworzył się krater uderzeniowy. Zamiast tego skały i skorupa mniejszego księżyca rozprzestrzeniłyby się na większy księżyc i wokół niego.
„Oczywiście twórcy modeli wpływu starają się wyjaśnić wszystko za pomocą kolizji. W tym przypadku wymaga dziwnej kolizji: jest powolny, nie tworzy krateru, ale rozkłada materiał na jedną stronę - powiedział Asphaug. „To coś nowego do przemyślenia”.
On i Jutzi wysuwają hipotezę, że księżyc towarzyszący został początkowo uwięziony w jednym ze stabilnych grawitacyjnie „punktów trojana” dzielących orbitę Księżyca i stał się destabilizowany po tym, jak orbita księżyca rozszerzyła się daleko od Ziemi. „Kolizja mogła mieć miejsce w dowolnym miejscu na Księżycu” - powiedział Jutzi. „Ostateczne ciało jest koślawe i zmieniłoby orientację, tak aby jedna strona była zwrócona w stronę Ziemi”.
Model może również wyjaśniać różnice w składzie skorupy księżycowej, która jest zdominowana przez bliską stronę przez teren stosunkowo bogaty w potas, pierwiastki ziem rzadkich i fosfor (KREEP). Uważa się, że pierwiastki te, podobnie jak uran i tor, koncentrowały się w oceanie magmy, który pozostał jako stopiona skała zestalona pod gęstniejącą skorupą Księżyca. W symulacjach zderzenie ściska tę warstwę bogatą w KREEP na przeciwnej półkuli, przygotowując grunt pod geologię widoczną teraz po bliższej stronie księżyca.
Podczas gdy model wyjaśnia wiele rzeczy, jury jest nadal wśród planetologów co do pełnej historii Księżyca i tego, co naprawdę się wydarzyło. Naukowcy twierdzą, że najlepszym sposobem na zorientowanie się w historii Księżyca jest uzyskanie większej ilości danych z księżycowego statku kosmicznego na orbicie i - jeszcze lepiej - próbkowanie misji powrotnych lub misji ludzkich w celu zbadania Księżyca.
Źródła: Nature, UC Santa Cruz
