Ученые снова не знают, как появилась Луна
Несмотря на то, что Луна находится к Земле ближе, чем какой-либо другой исследуемый объект во Вселенной, ученые до сих пор не пришли к единому мнению о том, как именно появился спутник нашей планеты. После того, как в 1972 году в рамках программы «Аполлон» астронавтам удалось взять пробы грунта на Луне, появилась новая теория формирования этого объекта. Было доказано, что спутник Земли появился в результате столкновения с неким большим космическим телом и, собственно, самой Землей. Однако ученые из Университета Осаки проанализировали данные спутника «Кагуя» и нашли весомые опровержения этой теории.
Как появилась Луна?
Когда «Аполлон» в 70-х годах прошлого века доставил образцы лунного грунта на Землю, ученые изучили их и пришли к выводу, что на Луне сильно не хватает запасов углерода и других летучих веществ. Так зародилась гипотеза о том, что Луна появилась в результате мощного столкновения между крупным объектом (Тейя) и Землей, когда она еще была зародышем.
Чтобы получить такую Луну, которая у нас есть сегодня, с ее размером, вращением и скоростью, с которой она отходит от Земли, наши лучшие компьютерные модели говорят, что с чем бы ни столкнулась Земля, это что-то должно быть размером с Марс. Что-то больше или меньше уже произвело бы систему с гораздо большим угловым моментом, чем мы наблюдаем. Снаряд побольше также выбросил бы слишком много железа на орбиту Земли и произвел бы гораздо более богатую железом Луну, чем мы наблюдаем.
Однако японские ученые поставили под сомнение эту теорию. Проанализировав данные со спутника, они обнаружили на Луне молекулы углекислого газа, фтора, хлора и серы, а также поток ионов углерода прямо с поверхности небесного тела. Причем мощность этого потока не постоянная — она зависит от района Луны. Астрономы пришли к выводу, что запасы углерода содержатся в мантии спутника Земли, а не только на его поверхности.
Это доказывает то, что углерод на Луне появился в самом начале ее формирования. И одновременно опровергает теорию о столкновении небесного тела с каким-то крупным космическим объектом и Землей — во время столкновения при экстремально высоких температурах углерод бы просто испарился в космос. Ученые пришли к выводу, что либо столкновение было не таким сильным и разрушительным, как считалось ранее, либо его просто не было.
Луна появилась из пара?
Возможно, это еще одно подтверждение гипотезы астронома Саймона Лока из Гарвардского университета. Он выдвинул предположение о том, что столкновение между Землей и другим крупным небесным телом действительно было. В результате каждый кусочек Земли и Тейи испарился (это объясняет, почему рядом с нами из крупных объектов сейчас только Марс), причем испарившаяся порода кружила так быстро, что облако приняло новую структуру, с толстым диском, обходящим внутренний регион. Этот диск не был отделен от центральной области так, как отделены кольца Сатурна.
Каждая область этого облака образовала капли дождя из расплавленной породы. В итоге Луна выросла внутри этого пара, говорит Лок, прежде чем пар окончательно остыл и оставил после себя систему Земля — Луна. Смелое предположение, правда? Правда, не слишком вероятное. Но это интересный способ объяснить особенности нашей Луны, когда наши модели, похоже, не работают.
Луна откололась от Земли
Еще одну гипотезу в свое время выдвинула Ралука Руфу, планетолог НИИ Вайцмана в Израиле. Она считает, что Луна является осколком Земли еще в самом ее зарождении, который образовался вследствие падения астероидов. Снаряды прилетали под разным углом и с разной скоростью на Землю и формировали диски, которые сливались в «обломки лун», в конечном итоге слепив ту Луну, которую мы знаем сегодня. На самом деле эта версия является правдоподобной, поскольку та же гипотеза гигантского столкновения основана на предположениях, которые не соответствуют доказательствам. Если Тейя ударила Землю, а позже сформировала Луну, Луна должна состоять из материала Тейи. Но Луна не похожа на Тейю — или на Марс, раз уж на то пошло. До самых атомов она выглядит почти так же, как Земля. Так что она может быть тем самым «осколком» нашей планеты.
Однако неизвестно, двигались ли эти обломки в одном направлении, подобно тому, как Луна постоянно смотрит в одном направлении. Если да, то как они вообще могли слиться? Это предстоит выяснить. А пока можете высказать свои предположения в нашем Telegram-чате.
Возможно, прежде чем исследовать дальние миры и экзопланеты, нам стоит сначала точно узнать, как именно появилась Луна. Столько гипотез и теорий, но пока нельзя сказать, что какая-то одна из них является верной. Может быть вообще так, что Земля и Луна, которые у нас есть сегодня, прошли через странные метаморфозы и дикие орбитальные танцы, которые радикально изменили их вращение и будущее. Как это узнать? Только исследовав породу Луны более детально, и не только поверхность, но и более глубокие слои.
Источник
Тайна формирования Луны, наконец, разгадана?
Исследователи утверждают, что нашли свежие доказательства того, что наш спутник Луна была образована, когда объект, размером с Марс, столкнулся с Землей на ранних стадиях ее существования.
Анализ лунной породы, которая была доставлена миссией «Аполлон», показал, что в них содержатся более тяжелые формы цинка, а это является признаком столкновения, которое имело место миллиарды лет назад.
Без Луны, вероятно, на Земле не было бы жизни, потому что когда-то давно Луна вращалась вокруг нашей планеты куда ближе от ее поверхности, чем сегодня, что вызывало сильные приливы и отливы каждые несколько часов. Эти приливы и отливы вызвали серьезные колебания в содержании солей у линий побережья, что и толкнуло на эволюцию примитивные биомолекулы, похожие на ДНК.
Исследователь планет из Вашингтонского Университета в Сент-Луисе доктор Фредерик Мойнир (Frederic Moynier) считает, что содержание цинка, вероятно, поднялось, потому что более тяжелые атомы конденсируются из облака выпаренных пород быстрее, чем более легкие атомы.
Он проанализировал 20 образцов лунных пород, включая тот, что был доставлен космическим кораблем «Аполлон» в ходе программ под номерами 11, 12, 15 и 17. Все эти миссии были направлены в разные части спутника и на один из лунных метеоритов.
Доктор Мойнир сказал: «Мы хотели найти базальты, так как они являются материалом внутренней части Луны и могут многое рассказать о ее составе». Ученые стали искать разделение изотопов в лунных породах еще с тех пор, как на Землю был доставлен первый образец в 1970-х.
По сравнению с земными и марсианскими породами, лунные породы имеют меньшую концентрацию цинка, однако они богаты тяжелыми изотопами цинка. Величина разделения цинка на изотопы в лунной породе в 10 раз превышает то, что можно наблюдать в земных и марсианских породах, а это огромная разница, говорят ученые.
Земля и Марс имеют такой же состав изотопов, как хондритовые метеориты, которые, по мнению ученых, представляют оригинальный состав облака газа и пыли, из которого была сформирована Солнечная система.
Данные по изотопам цинка поддерживают теорию о мощном столкновении, в результате которого сформировалась система Земля-Луна. «Это исследование позволяет лучше понять происхождение нашей планеты, так как происхождение Луны является важной частью происхождения Земли», — сказал Мойнир.
Без стабильного влияния Луны Земля, скорее всего, была бы совершенно не тем миром, который мы видим сегодня. Ученые полагают, что Земля вращалась бы быстрее, дни были бы короче, погодные условия были бы более суровыми, а климат более хаотичным и экстремальным. Это был бы совсем негостеприимный мир, не пригодный для эволюции человека.
Теория гигантского столкновения
Согласно теории гигантского столкновения, предложенной на конференции в 1975 году, спутник Земли Луна образовалась в результате столкновения между молодой Землей и небесным телом под названием Тея (в греческой мифологии — мать Луны Селена).
Это столкновение было настолько мощным, что нам сложно его представить. Астероид, который убил динозавров, был размером с Манхэттен, когда как Тея, по некоторым предположениям, была размером с Марс.
Эта катастрофа вызвала такой всплеск энергии, что расплавила и выпарила Тею, а также часть мантии Земли. Луна образовалась из облака испаренной породы, часть которой осела на Землю.
Была ли Луна частью Земли?
Новая теория, которая была выдвинута учеными из Гарварда, которые провели отдельное исследование, предполагает, что Луна когда-то была частью Земли и откололась от нее в результате столкновения с другим объектом.
В своей работе, которая недавно появилась в журнале Science Сара Стюард и Матья Кук описали свои предположения и объяснили, почему Земля и Луна имеют похожую композицию и химический состав.
К моменту формирования Луны Земля вращалась быстрее, чем сегодня, а день длился всего лишь 2-3 часа. В тот момент, когда Земля крутилась с такой большой скоростью, во время столкновения от нее вполне мог отколоться достаточно большой кусок, из которого могла сформироваться Луна.
Согласно новой теории, позже Земля достигла современной скорости вращения из-за гравитационной взаимосвязи между ее орбитой вокруг Солнца и орбитой Луны вокруг Земли.
Исследователи отметили, что их теория идет в разрез с текущей лидирующей идей о том, что Луна сформировалась из материала того самого гигантского объекта, который врезался в Землю.
Источник
Как образовалась Луна?
Почти каждую ночь, сквозь мрак и тучи, наш путь озаряет самая яркая точка на небе. Наше ночное светило, Луна. Порою, ее холодный мистический свет становится настолько ярким, что можно даже читать без фонарика. А иной раз ему приходится пробиваться сквозь плотную завесу туч. Сознание отказывается верить что это лишь отраженный солнечный свет, и поэтому Луна давно уже обросла ореолом таинственности. В полнолуние она приводит одновременно в восхищение и ужас.
Загадок, связанных с Луной много. Лучшие умы человечества исследуют история происхождения Луны, современные гипотезы раскрывают тайну ее появления на орбите Земли, непостижимой точности движения, совпадению угловых размеров Луны и Солнца во время затмения, синхронизацию приливов и отливов, совпадение лунного цикла с циклами живых организмов на Земле и так далее. В течении многих веков выдвигались самые разные теории, версии и гипотезы. И сейчас мы попробуем в них разобраться.
Но для начала вспомним то, что мы уже точно знаем про нашу космическую спутницу.
Известные факты
Расстояние до нее не является точной цифрой. Принято считать среднюю цифру в 384 тысячи километров, однако ее орбита не является точным кругом. В ближайшей точке она приближается к нам до 356 тысяч километров, а в самом дальнем участке нас разделяет расстояние в 406 тысяч км.
Кроме того плоскость эклиптики, то есть орбиты Луны, не совпадает с плоскостью вращения Земли, поэтому может сложиться впечатление, что Луна как бы «гуляет» по небу как ей вздумается. Сегодня встанет в одном участке неба, завтра в другом. Однако виноват в этом не супутник, а наклон Земной оси. Больше интересной информации — в статье “7 странных фактов о Луне”.
Версии происхождения
Сейчас Земля и ее спутница неразрывно связаны в двойную систему с общим центром масс. Однако логично предположить что было время, когда данной системы не было.
Самые первые
Одну из первых теорий выдвинул в конце 19 века Джордж Дарвин. Он решил что в начале своего существования Земля была расплавленным шаром из горячей магмы. И в результате быстрого вращения вокруг своей оси, от общей массы отделилась эдакая капля, которая не смогла далеко улететь, и осталась остывать на нашей орбите. Однако, это предположение не объясняет много других странностей, и в дальнейшем мы их обсудим.
Следующая идея является полной противоположностью предыдущей. Она состоит в том, что наша планета попросту захватила гравитацией объект, проходящий мимо нее. Этим объектом и оказалась Луна. Насколько это верно – покажет время
Одновременное появление
Например версия, что Луна и Земля образовались одновременно. Такую теорию выдвинул немецкий философ Кант. Когда-то вокруг Солнца не было никаких планет, а только один, единый протопланетный диск, состоящий из миллиардов частичек протопланетного вещества. Этот диск вращался вокруг звезды, и постепенно более плотные участки начали сжиматься и притягивать к себе более мелкие частички. Так образовались все планеты, в том числе и Земля. По версии Канта, Земля и Луна были двумя плотными участками на одной орбите и в силу стечения обстоятельств не соединились воедино, а так и продолжили движение рядом друг с другом.
Появление позднее
Четвертый сценарий образования Луны, выдвинутый эстонским астрономом Эрнстом Эпиком, звучит довольно устрашающе – на каком то этапе своего развития, Земля подверглась массированной бомбардировке большим количеством каменных частиц – метеоритов и астероидов. В результате такой атаки, поверхность планеты нагрелась до 2 тысяч градусов и большое количество вещества Земли просто испарилось в окружающее пространство. Самые легкие частицы, размером с молекулу, попросту сдуло в глубокий космос, а более тяжелые сформировали маленькую протопланету из пыли и льда, которая в будущем и стала Луной.
Переходная версия
Пятая версия является как бы переходным вариантом из предыдущих двух версий. Считается что мимо Земли проходило не одно космическое тело, а множество, и все они были так или иначе захвачены гравитационным полем Земли. Попав к нам на орбиту, эти метеориты не упали на землю, а начали сталкиваться друг с другом, постепенно формируя гораздо больший объект. Так и появилась Луна.
Теория столкновения
Но самой популярной гипотезой на данный момент является теория столкновения двух планет. Когда-то в далеком прошлом, рядом с нашей планетой проходила орбита еще одной планеты, размерами сопоставимой с нашей. В какой-то момент орбиты пересеклись и планеты столкнулись, но под очень острым углом. Практически по касательной друг к другу. В результате такого события поверхности планет сильно разогрелись, катастрофа была поистине чудовищной. От Земли оторвался большой кусок вещества, который однако не улетел в космос, а продолжил болтаться на нашей орбите. Он и превратился в Луну. А куда делась вторая планета? А вот это уже загадка. Может быть слилась в одно целое с Землей, может быть приобрела дополнительное ускорение в результате не очень удачного гравитационного маневра и улетела далеко за пределы Солнечной системы. А может быть ее судьба была более печальна и она врезалась в Солнце.
Метеоритная бомбардировка
Существует также еще гипотеза метеоритной бомбардировки. Согласно ей, в результате такого обстрела метеориты как бы выбивали из земной поверхности обломки вещества и пыли, которые затем оставались вращаться на дальней орбите вокруг Земли. Со временем количество пыли и обломков достигло таких объёмов, что они сформировали из себя целую маленькую планету. Кстати эта гипотеза объясняет наличие воды в составе Лунного материала
Искусственное происхождение
Ну и самая любопытная гипотеза, вызывающая споры и толкования, это версия искусственного объекта. Еще в середине прошлого века, в 60-х годах, Александр Щербаков и Михаил Васин при Академии Наук в СССР предложили гипотезу о том, что Луна на самом деле искусственный объект, некий космический корабль, созданный другой цивилизацией.
Неужели в Академии Наук СССР сидели мечтатели? И да и нет. Конечно каждый из нас зачитывался фантастикой, которая впоследствии давала новые идеи для развития и прогресса. Однако гипотеза искусственного происхождения Луны возникла не на пустом месте. И виноваты в этом научные загадки, тайны Луны, неразгаданные до сих пор.
Вопросы без ответов
Первая загадка заключается в орбите и размере Луны. Ее размер составляет ровно четверть земного, хотя во всех остальных случаях, в солнечной системе, спутники планет имеют гораздо меньший размер. Размеры Солнца и Луны благодаря загадочному совпадению расстояний, визуально практически одинаковы. Совершенно невозможным считается и соотношение масс Земли и Луны. Но самый главный и необъяснимый вопрос заключается в том, что если бы Луна была притянута Землей из космоса, то ее орбита была бы сильно вытянутой. Однако на деле она почти круглая.
Ну и как же обойти тот факт, что Луна всегда повернута к нам только одной стороной? В ближайшем, известном нам космическом пространстве вообще, больше не существует второго такого уникального объекта. Ученые предполагают что такое положение вещей практически невозможно без дополнительного маневрирования. И как следствие выдвигается единственное оставшееся предположение, что Луна – искусственный объект. Кроме того выяснилось, что форма нашего спутника тоже не такая идеально круглая как может показаться.
Во время космической гонки, выявился еще один подозрительный факт. Первые аппараты, в том числе и спускаемые аппараты лунной миссии США попросту сбрасывали на Луну отработанные ступени, и в момент их падения была зафиксирована неправдоподобно долгая вибрация лунной поверхности. Однажды приборы фиксировали такое явления более часа. В результате ученые пришли к ошеломляющему выводу – наш спутник внутри – полый.
Однако какой каркас выдержит огромные напряжения, возникающие в такой титанической конструкции? Вывод напрашивается сам собой – только титановый каркас, причем довольно большой толщины. Позже в составе Лунных пород был найден этот минерал, что еще больше укрепило подозрения. Лишним подтверждением служат лунные кратеры, имеющие неправдоподобно маленькую глубину. Ничем другим, кроме сверхпрочной несущей конструкции объяснить это невозможно.
Еще одно странное образование это так называемые лунные моря. Они занимают огромную часть поверхности нашего спутника, однако по какому-то странному стечению обстоятельств почти все они, то есть 80 процентов, находятся на видимой стороне Луны.
Лунные масконы
Это места с наибольшей плотностью вещества. Они расположены как раз под лунными морями и возможно являются следствием гравитационного влияния Земли. А вот на обратной стороне Луны все обстоит с точностью до наоборот – лунных морей, масконов, центров концентрации массы практически нет, но зато в огромном количестве присутствуют ударные кратеры от метеоритов.
Все теории возникновения Луны как отколовшегося куска нашей планеты разрушает еще один любопытный факт – плотность Земли составляет примерно 5,5 грамм на кубический сантиметр. Что приравнивается к плотности металлов начиная от титана и более тяжелых. Однако, плотность Луны приблизительно 3,3 грамм на кубический сантиметр. Это еще один повод считать ее внутри полой.
В расположении геологических слоев Луны так же прослеживаются аномалии. Создается впечатление, будто она формировалась «наоборот». Это так же было бы возможно в случае искусственной отливки каркаса Луны.
Таким образом теория об искусственном происхождении нашей спутницы в последнее время некоторыми учеными принята, как обоснованная. Как видите теорий о происхождении Луны огромное количество, однако ни одна из не дает полного ответа на все вопросы. Более того, с каждым годом количество различных версий становится все больше, и каждая из них порождает все больше и больше вопросов.
На некоторые из них уже получены более-менее внятные ответы. Например на вопрос – почему Луна повернута всегда одной стороной, сейчас принято считать виновниками приливные силы Земли. Считается что Земля, притягивая свой спутник, разогревает внутреннее ядро Луны до состояния магмы, которая в свою очередь концентрирует свою массу ближе к Земле и таким образом постепенно появилась синхронизация количества оборотов луны вокруг своей оси и вокруг Земли. В итоге имеем идеальное совпадение – Луна всегда повернута к нам только одной своей стороной.
Однако эта же версия противоречит практически доказанному факту, что Луна внутри это давно остывший объект. Другими словами загадок и противоречий много. Все гипотезы, которые так или иначе считают Луну объектом захваченным притяжением Земли, не отвечают на вопрос о невозможной орбите.
Другие гипотезы, считающие что Луна так или иначе является осколком Земли, не отвечают на вопрос о ее плотности. Как получилось, что отколовшийся кусочек стал вдруг почти вдвое легче оригинала?
Если же Луна действительно объект, построенный другой цивилизацией, то для чего? Откуда она к нам прилетела, какие задачи перед ней стояли и почему никто не выходит с нами на связь? Может ли быть что она работает в автоматическом режиме, периодически поправляя свою орбиту, а весь ее экипаж мирно спит в анабиозных капсулах? И самое главное – что случится, когда настанет час и они проснутся?
Когда-нибудь мы узнаем историю происхождения Луны, современные гипотезы разделяется на подтвержденные и опровергнутые, появятся ответы на все эти вопросы. А пока что нам остается только ждать и наслаждаться магическим холодным светом, исходящим от нашей преданной, спутницы.
Источник