Dešimtmečiais mokslininkai svarstė, kaip Žemė įsigijo savo vienintelį palydovą - Mėnulį. Nors kai kurie teigė, kad jis susidarė iš medžiagos, kurią Žemė prarado dėl išcentrinės jėgos, arba buvo sugautas Žemės gravitacijos, plačiausiai priimta teorija yra tai, kad Mėnulis susiformavo maždaug prieš 4,5 milijardo metų, kai susidūrė Marso dydžio objektas (pavadintas Theia). su Žemės proto (dar žinomas kaip Milžiniško poveikio hipotezė).
Vis dėlto, kadangi Žemė proto patyrė daug milžiniškų padarinių, manoma, kad laikui bėgant aplink ją orbitoje susiformavo keli mėnuliai. Taigi kyla klausimas, kas nutiko šiems mėnesiams? Iškėlusi šį klausimą, tarptautinės mokslininkų komandos komanda atliko tyrimą, kuriame jie teigė, kad šie „mėnulėliai“ galų gale galėjo sudužti atgal į Žemę, palikdami tik tą, kurį matome šiandien.
Tyrimas, pavadintas „Mėnulio kriokliai: Žemės ir buvusių mėnulių susidūrimai“, neseniai pasirodė internete ir buvo priimtas paskelbti Mėnesiniai Karališkosios astronomijos draugijos pranešimai. Tyrimui vadovavo Uri Malamud, Izraelio technologijos instituto „Technion“ podoktorantas, tyrime dalyvavo tyrimo dalyviai iš Tiubingeno universiteto (Vokietija) ir Vienos universiteto.
Tyrimo tikslais dr. Malamud ir jo kolegos - prof. Hagai B. Perets, Dr. Christoph Schafer ir Christoph Burger (doktorantas) - svarstė, kas nutiktų, jei žemė, jos ankstyviausia forma, būtų patyrusi daugybiniai smūgiai, buvę prieš susidūrimą su Theia. Kiekvienas iš šių poveikių būtų galėjęs susidaryti po mėnulio masės „mėnuliuke“, kuris būtų sąveikavęs su gravitacine prasme su Žemės proto, taip pat su bet kuriomis galimomis anksčiau susidariusiomis mėnulėlėmis.
Galų gale tai būtų nulėmę mėnuliukų ir mėnulių susijungimus, mėnulius išmetus iš Žemės orbitos arba mėnulius nukritus į Žemę. Galų gale dr. Malamud ir jo kolegos pasirinko ištirti pastarąją galimybę, nes ji anksčiau nebuvo tyrinėta mokslininkų. Be to, ši galimybė gali turėti drastišką poveikį Žemės geologinei istorijai ir evoliucijai. Kaip Malamudas nurodė „Space Magazine“ el. Paštu:
„Pagal dabartinį supratimą apie planetos formavimąsi, paskutinės sausumos planetos augimo stadijos buvo daugybė milžiniškų planetų embrionų susidūrimų. Tokie susidūrimai sudaro didelius šiukšlių diskus, kurie savo ruožtu gali tapti mėnuliais. Kaip mes siūlėme ir pabrėžėme šiame ir ankstesniuose dokumentuose, atsižvelgiant į tokių susidūrimų greitį ir mėnulių evoliuciją - kelių mėnulių egzistavimas ir jų tarpusavio sąveika sukels mėnulio kritimus. Tai neatsiejama ir neišvengiama dabartinės planetos formavimo teorijos dalis. “
Tačiau kadangi Žemė yra geologiškai aktyvi planeta ir dėl storo jos atmosferos susidaro natūralūs orai ir erozija, laikui bėgant paviršius drastiškai keičiasi. Visada sunku nustatyti įvykių, įvykusių per anksčiausius Žemės laikotarpius, padarinius, t. Y. Hadean Eon, kuris prasidėjo prieš 4,6 milijardo metų suformavus Žemę ir pasibaigė prieš 4 milijardus metų.
Norėdama patikrinti, ar šio Eono metu galėjo įvykti daugybė smūgių, dėl kurių mėnuliai iškrito į Žemę, komanda atliko sklandžių dalelių hidrodinaminių (SPH) modeliacijų ciklą. Jie taip pat apsvarstė mėnulio masės diapazoną, susidūrimo susidūrimo kampus ir pradinius Žemės pirmtakų sukimosi greičius. Iš esmės, jei mėnuliai anksčiau būtų nukritę į Žemę, tai būtų pakeitę pagrindinio Žemės sukimosi greitį, ir jo dabartinis šoninis sukimosi laikotarpis būtų 23 valandos, 56 minutės ir 4,1 sekundės.
Galų gale jie rado įrodymų, kad nors tiesioginis didelių objektų poveikis nebuvo tikėtinas, kad galėjo įvykti daugybė ganyklų susidūrimų. Tai būtų sukėlę medžiagas ir šiukšles į atmosferą, iš kurių būtų susiformavę maži mėnuliukai, kurie vėliau būtų sąveikavę. Kaip paaiškino Malamudas:
„Tačiau vis dėlto mūsų rezultatai rodo, kad mėnulio kritimo metu medžiaga iš mėnulio pasiskirsto net Žemėje, todėl tokie susidūrimai gali sukelti asimetriją ir kompozicijos nevienalytiškumą. Kaip mes aptariame dokumente, pastariesiems iš tikrųjų yra įmanomų įrodymų - mėnulio kriokliai gali paaiškinti sausumos uolienų labai siderofilinių elementų izotopinį nevienalytiškumą. Iš esmės mėnulio susidūrimai taip pat gali sukelti didelio masto struktūrą Žemėje, ir mes spėliojome, kad toks poveikis galėjo prisidėti formuojant ankstyviausią Žemės superžemyną. Tačiau šis aspektas yra labiau spekuliatyvus ir sunku tiesiogiai patvirtinti, atsižvelgiant į žemės geologinę evoliuciją nuo tų ankstyvųjų laikų “.
Šis tyrimas efektyviai išplečia dabartinę ir plačiai populiarią „Giant Impact“ hipotezę. Pagal šią teoriją, Mėnulis susiformavo per pirmuosius 10–100 milijonų Saulės sistemos metų, kai dar formavosi sausumos planetos. Manoma, kad paskutiniuose šio laikotarpio etapuose šios planetos (Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas) išaugo daugiausia per smūgius su dideliais planetų embrionais.
Manoma, kad nuo to laiko Mėnulis evoliucionavo dėl abipusio Žemės ir Mėnulio atoslūgių, migruodamas į išorę į savo dabartinę vietą, kur ji buvo iki šiol. Tačiau šioje paradigmoje nėra atsižvelgiama į poveikį, kuris įvyko prieš atvykstant Teijai ir vienintelio Žemės palydovo formavimuisi. Dėl to daktaras Malamudas ir jo kolegos tvirtina, kad jis atsietas nuo platesnio sausumos planetos formavimosi vaizdo.
Jie teigia, kad, atsižvelgdami į galimus susidūrimus, vykstančius prieš Mėnulio susidarymą, mokslininkas galėjo susidaryti išsamesnį vaizdą apie tai, kaip bėgant laikui evoliucionavo tiek Žemė, tiek Mėnulis. Šios išvados taip pat gali turėti reikšmės tiriant kitas Saulės planetas ir mėnulius. Kaip nurodė daktaras Malamudas, jau yra įtikinamų įrodymų, kad didelio masto susidūrimai turėjo įtakos planetų ir mėnulių evoliucijai.
„Kitose planetose matome labai didelių padarinių, kurie sukėlė planetos masto topografinius bruožus, tokius kaip vadinamoji Marso dichotomija ir galbūt Charono paviršiaus dichotomija“, - sakė jis. „Jie turėjo atsirasti dėl didelio masto padarinių, tačiau pakankamai maži, kad būtų galima parodyti subglobalines planetos ypatybes. Mėnulio kritimas yra natūralus tokio poveikio šaltinis, tačiau negalima atmesti ir kitų didelių asteroidų padarinių, kurie galėtų sukelti panašų poveikį. “
Taip pat yra tikimybė, kad tokie susidūrimai įvyks tolimoje ateityje. Remiantis dabartiniais migracijos įvertinimais, Marso mėnulis Fobas ilgainiui pateks į planetos paviršių. Palyginti su tokiais smūgiais, kurie būtų sukūrę mėnulius ir Mėnulį aplink Žemę, šis galutinis susidūrimas yra tiesioginis įrodymas, kad mėnulio kritimai įvyko praeityje ir vėl įvyks ateityje.
Trumpai tariant, ankstyvosios Saulės sistemos istorija buvo žiauri ir kataklizminė, daug kūrimo sukėlė galingi susidūrimai. Turėdami išsamesnį vaizdą, kaip šie smūgio įvykiai paveikė sausumos planetų evoliuciją, galime įgyti naujos informacijos apie tai, kaip susiformavo gyvybę nešančios planetos. Tai, savo ruožtu, galėtų mums padėti susekti tokias planetas nepaprastosios saulės sistemose.
