Gorący nowy pomysł na temat Księżyca

Od ponad wieku astronomowie debatują nad tym, jak powstał Księżyc. Najpopularniejsza obecnie teoria głosi, że Ziemia została uderzona przez ciało mniej więcej wielkości Marsa, uwalniając materiał, który wszedł na orbitę wokół naszej raczkującej planety, która ochłodziła się, tworząc naszego towarzysza planetarnego.

Modele komputerowe sugerują jednak, że takie zdarzenie spowodowałoby powstanie Księżyca o składzie podobnym do impaktora. Wiemy jednak, że nasz towarzysz planetarny ma makijaż podobny do naszego rodzinnego świata. Zespół astrofizyków w Japonii, współpracujący z kolegami z Yale University, wierzy, że rozwiązali ten dylemat. Odkryli, że gdyby uderzające ciało było stałe, podczas gdy nasz świat byłby jeszcze pokryty magmą, wówczas zderzenie uformowałoby księżyc podobny do tego, który obserwujemy dzisiaj.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) jest widoczna na tle Księżyca. Źródło zdjęcia: NASA / Bill Ingalls

„W naszym modelu około 80% księżyca jest zbudowane z materiałów proto-ziemskich. W większości poprzednich modeli około 80% księżyca składa się z impaktora. To duża różnica ”, wyjaśnia geofizyk z Yale, Shun-ichiro Karato.

Około 50 milionów lat po tym, jak Ziemia zaczęła łączyć się z chmurą gazu i pyłu otaczającą Słońce, powierzchnia naszego świata pokryta była gorącą, skroploną skałą. Gdy impaktor uderzył w Ziemię jednym uderzeniem, magma na powierzchni naszego świata nagrzałaby się szybciej niż ciało stałe uderzającego ciała, powodując zwiększenie objętości magmy podczas jej wejścia na orbitę wokół Ziemi.

Symulacje komputerowe pokazujące, w jaki sposób magma pokrywająca powierzchnię wczesnej Ziemi mogła zmienić formację Księżyca. Zdjęcie: Hosono, Karato, Makino & Saitoh

Wcześniej astronomowie i geolodzy byli zmuszeni do opracowania niekonwencjonalnych scenariuszy zderzenia w celu wyjaśnienia geologii próbek zwróconych z Księżyca przez astronautów Apollo. To nowe odkrycie może wyjaśnić obserwowaną geologię bez potrzeby złożonego oddziaływania.

„[A] olbrzymi, stały impaktor uderzył w proto-Ziemię, gdy była pokryta oceanem magmy, w konwencjonalnych warunkach zderzenia… [B] z powodu dużej różnicy w ogrzewaniu udarowym między stopami krzemianowymi a ciałami stałymi (skały), znaczna część wyrzuconego, tworzącego Księżyc materiału pochodzi z oceanu magmy ”- naukowcy opisali w Nature Geoscience.

Początkowo Księżyc obracał się znacznie szybciej niż obecnie, podobnie jak Ziemia. Ponieważ jednak Księżyc nie jest idealnie kulisty, lekko wybrzusza się na równiku, moment obrotowy narasta między parą ciał, spowalniając obrót Księżyca jak łyżwiarz, spowalnia, gdy wyciąga ręce podczas wirowania na lodzie. Kiedy obrót Księżyca zwolnił do tego samego tempa, co orbitowanie wokół Ziemi, wybrzuszenie było zgodne z naszą planetą, a jedna twarz powierzchni Księżyca na wieczność skierowana była w stronę naszego świata.

Księżyc widziany przez podróżników w kosmosie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Źródło zdjęcia: NASA

„Ziemia byłaby zupełnie innym miejscem, gdyby Księżyc nie istniał. Ziemia nie tylko spowolniła obrót Księżyca, ale Księżyc spowalnia tempo obrotu Ziemi. Od czasu formowania się Księżyca Ziemia zwalnia obroty z powodu tarcia pływów spowodowanego przez Księżyc, a w reakcji na tę wymianę energii księżyc oddalał się od Ziemi. ”Eksploracja Układu Słonecznego Research Virtual Institute wyjaśnia.

„Księżyc poprowadzi cię przez noc swą jasnością, ale zawsze będzie mieszkać w ciemności, aby ją zobaczyć”.
- Shannon L. Alder

Mimo to Księżycowi brakuje niektórych lotnych składników Ziemi, zwłaszcza potasu, sodu i miedzi, które są stosunkowo powszechne na naszej macierzystej planecie. Zrozumienie tych różnic między ciałami może okazać się niezbędne, gdy szukamy pełnej historii tego, co wydarzyło się podczas formowania naszego towarzysza planetarnego.

Następnym razem, gdy spojrzysz na Księżyc, pamiętaj, że wszystko mogło się rozpocząć w gigantycznej kałuży magmy.