Астрономы почти уверены, что знают, откуда взялась Луна. В ранней Солнечной системе объект размером с Марс, получивший название Тейя, врезался в Землю. В результате катастрофического столкновения на орбиту была выброшена огромная масса материала, который, объединившись и остыв, превратился в Луну. Но точно установить, когда это произошло, является сложной задачей. На 55-й ежегодной конференции по лунным и планетарным наукам (LPSC 2024), прошедшей в прошлом месяце в Вудленде, штат Техас, исследователи предложили новую хронологию событий, которая отодвигает гигантское столкновение на более ранний срок, чем предыдущие прогнозы, всего на 50 миллионов лет после образования Солнечной системы. Датировка события гигантского удара является сложной задачей, поскольку существующие свидетельства противоречивы и рассказывают истории, которые никак не согласуются друг с другом.
Одним из свидетельств являются данные об орбитах планет. Наиболее вероятной причиной столкновения является нестабильность орбиты Юпитера, которая могла привести к тому, что объекты, подобные Тейе, оказались на пути Земли в течение первых 100 миллионов лет существования Солнечной системы. Если бы эта орбитальная нестабильность произошла чуть позже, траектории внутренних планет были бы нарушены, и троянские астероиды Юпитера, такие как двойная пара Патрокл и Менетиус (которые космический аппарат НАСА "Люси" планирует посетить в 2033 году), не остались бы там, где мы их видим сегодня. Согласно наилучшей оценке, основанной на этих орбитальных наблюдениях, столкновение произошло через 37-62 миллиона лет после образования Солнечной системы. Исследователи полагают, что Луна превратилась из озера магмы в твердую поверхность примерно через 10 миллионов лет после столкновения.
Однако геологические данные, по-видимому, говорят о другом. Самые ранние из известных лунных пород образовались намного позже и, по-видимому, кристаллизовались из магмы около 208 миллионов лет назад. Породы на Земле, по-видимому, сформировались в настоящую земную кору примерно через 218 миллионов лет. Третья схема датирования, основанная на измерении распада элемента гафния на вольфрам, снова отодвигает дату столкновения на более ранний срок, предполагая, что ядро Луны сформировалось примерно за 50 миллионов лет. Любое объяснение образования Луны должно учитывать все эти типы свидетельств. Сценарий, предложенный на LPSC 55, именно таков. Они предполагают раннее столкновение примерно через 50 миллионов лет, за которым последует период похолодания продолжительностью 10 миллионов лет. Но затем Луна прошла через цикл повторного нагревания, прежде чем, наконец, снова остыла на отметке в 200 миллионов лет.
Этот процесс повторного нагрева является ключом к этой теории, и если она верна, то он был вызван приливными силами. Согласно этой теории, орбита Луны вокруг Земли еще не была стабильной, а ее наклон и эксцентриситет увеличились в течение нескольких лет после столкновения, сжимая и растягивая Луну и превращая ее в жидкое вещество. Такие же приливные процессы происходят сегодня и на других спутниках: например, вокруг Юпитера мы видим, как они создают вулканы на Ио и жидкие океаны на Европе. Процесс охлаждения, вероятно, также замедлился из-за сильных вторичных столкновений, поскольку остатки материала, оставшегося после первоначального столкновения, обрушивались на Луну в течение миллионов лет. Команда также добавила одно новое доказательство, которое подтверждает версию о раннем гигантском столкновении, произошедшем около 50 миллионов лет назад. Аналогично методу распада гафния и вольфрама, команда ученых измерила распад земных источников рубидия на стронций, дав независимую оценку, подтверждающую раннюю дату.
