Новое исследование Даррена Уильямса, профессора астрономии и астрофизики в Пенсильванском университете Беренда (на фото здесь), и Майкла Цуггера, старшего инженера-исследователя Лаборатории прикладных исследований в Пенсильванском университете, предлагает новую возможность формирования Луны: бинарную систему. обмен кадрами, когда два объекта проходили мимо гораздо более молодой Земли. Фото: Penn State Behrend/Penn State. Творческое сообщество
За шесть полетов на Луну, с 1969 по 1972 год, астронавты Аполлона собрали более 800 фунтов лунной породы и грунта. Химический и изотопный анализ этого материала показал, что он похож на камни и почву на Земле: богатый кальцием, базальтовый и датируемый примерно 60 миллионами лет после образования Солнечной системы.
Используя эти данные, ученые-планетологи, собравшиеся на конференции Кона на Гавайях в 1984 году, пришли к единому мнению, что Луна образовалась из обломков после столкновения с молодой Землей.
Но, по мнению двух исследователей из штата Пенсильвания, это может быть не истинная история происхождения Луны. Новое исследование, опубликованное в The Planetary Science Journal Дарреном Уильямсом, профессором астрономии и астрофизики из Пенсильванского университета Беренда, и Майклом Цуггером, старшим инженером-исследователем Лаборатории прикладных исследований в Пенсильванском университете, предлагает еще одну возможность: что Луна была захвачена во время Тесная встреча молодой Земли с двойной земной системой — Луной и другим каменистым объектом.
«Конференция в Коне определила ход событий на 40 лет», — сказал Уильямс. Но вопросы все еще оставались. Например, луна, образовавшаяся в результате столкновения планет и принявшая форму из обломков, слипшихся в кольцо, должна вращаться по орбите над экватором планеты. Луна Земли вращается в другой плоскости.
«Луна больше соответствует Солнцу, чем экватору Земли», — сказал Уильямс.
По словам исследователей, в альтернативной теории захвата бинарного обмена гравитация Земли разделила двойную систему, зацепив один из объектов — Луну — и превратив ее в спутник, вращающийся в своей нынешней плоскости.
Есть свидетельства того, что это происходит в других частях Солнечной системы, сказал Уильямс, указывая на Тритон, самый большой из спутников Нептуна. Господствующая гипотеза в этой области заключается в том, что Тритон был выведен на орбиту из пояса Койпера, где считается, что 1 из каждых 10 объектов является двойной системой.
Тритон вращается вокруг Нептуна по ретроградной орбите, двигаясь в направлении, противоположном вращению планеты. Его орбита также значительно наклонена и находится под углом 67 градусов к экватору Нептуна.
Уильямс и Цуггер определили, что Земля могла бы захватить спутник размером даже больше Луны — объект размером с Меркурий или даже Марс — но полученная орбита могла оказаться нестабильной.
Проблема в том, что орбита «захвата», по которой следует Луна, начиналась как вытянутый эллипс, а не как круг. Со временем под влиянием экстремальных приливов форма орбиты изменилась.
«Сегодня земной прилив опережает лунный», — сказал Уильямс. «Прилив ускоряет орбиту. Это придает ей импульс, небольшой импульс. Со временем луна отодвигается немного дальше».
Эффект обратный, если Луна находится ближе к Земле, как это было бы сразу после захвата. Рассчитывая приливные изменения, а также размер и форму орбиты, исследователи определили, что первоначальная эллиптическая орбита Луны сжалась в течение тысяч лет.
Орбита также стала более круговой, округляя свой путь до тех пор, пока вращение Луны не зафиксировалось на своей орбите вокруг Земли, как это происходит сегодня.
В этот момент, по словам Уильямса, приливная эволюция, вероятно, изменилась, и Луна начала постепенно удаляться.
Каждый год, по его словам, Луна отодвигается на 3 сантиметра дальше от Земли. На своем нынешнем расстоянии от Земли — 239 000 миль — Луна теперь ощущает значительное притяжение со стороны солнечной гравитации.
«Луна сейчас находится так далеко, что и Солнце, и Земля конкурируют за ее внимание», — сказал Уильямс. «Оба тянут на это».
Его расчеты показывают, что математически захваченный спутник бинарного обмена может вести себя так же, как Луна Земли. Но он не уверен, что Луна возникла именно так.
«Никто не знает, как образовалась Луна», — сказал он. «За последние четыре десятилетия у нас была одна возможность того, как она туда попала. Теперь у нас есть две. Это открывает сокровищницу новых вопросов и возможностей для дальнейшего изучения».
Информация от: Университетом штата Пенсильвания.
