У всій Сонячній системі немає нічого схожого на Землю та її Місяця. Інші планети або мають кілька супутників, або взагалі їх не мають, але співвідношення мас нашого світу та його здоровенного супутника досить унікальне.
Таким чином, питання походження нашого незвичайного Місяця — це питання планетарної еволюції. На даний момент провідна теорія полягає в тому, що Місяць є або дитиною Землі , або її братом – народженим з того самого матеріалу в тому ж регіоні Сонячної системи.
Нове дослідження ставить під сумнів це уявлення, припускаючи, що Місяць замість цього може бути усиновлений, народжений деінде в Сонячній системі, щоб потім бути захопленим силою земного тяжіння.
Астрономи Даррен Вільямс і Майкл Цуггер з Університету штату Пенсільванія підвели деякі цифри та виявили, що гравітаційне захоплення супутників можливе для планет земної групи, таких як Земля, і, отже, можливе походження спостережуваної системи Земля-Місяць, яку ми маємо сьогодні.
Читайте також: Місяць міг таємно отримувати воду із Землі протягом мільярдів років
Ми маємо багато доказів того, що Земля та її Місяць зроблені з одного основного матеріалу. Мінеральний склад обох тіл настільки ж близький до ідентичного, наскільки ви очікували б, якби вони утворилися з однієї речовини.
Гіпотеза гігантського зіткнення є переважаючим поясненням цієї подібності: щось велике врізалося в Землю, і отримані уламки злилися назад у планету та Місяць.
Існують інші способи, завдяки яким два тіла могли отримати однаковий склад. Можливо, Місяць одночасно утворився з тієї ж хмари пилу, яка оберталася навколо Сонця, що й Земля.
Але існує більше ніж один спосіб отримати Місяця, як ми це бачили в інших місцях Сонячної системи. Якщо два тіла проходять одне повз одне під правильним кутом і з правильною швидкістю, вони можуть стати гравітаційно пов’язаними разом і опинитися на стабільній довгостроковій орбіті.
Конкретний сценарій, який може стосуватися Землі та Місяця, відомий як подвійне захоплення. У цьому сценарії два тіла, які вже гравітаційно пов’язані разом, проходять через третє тіло. Це третє тіло захоплює члена двійкової пари, роз’єднуючи їх і зберігаючи бінарного компаньйона собі.
Ми знаємо, що в Сонячній системі є багато подвійних об’єктів; наприклад, ми продовжуємо знаходити подвійні і навіть потрійні астероїди . Є навіть докази того, що ця гравітаційна взаємодія трьох тіл призвела до подвійного захоплення супутника Нептуна Тритона. Тритон обертається навколо Нептуна в протилежному напрямку від решти його супутників та під іншим кутом, що свідчить про те, що він вирвався з поясу Койпера на хитку орбіту Нептуна.
Читайте також: Пояс Койпера виявився більшим, ніж ми думали
Місяць, кажуть Вільямс і Цуггер, має орбіту навколо Землі, яка не так чітко вирівняна з екватором, як можна було б очікувати від походження хмари уламків. Тож вони провели низку математичного моделювання, щоб визначити, чи може щось розміром із Місяць бути захоплене чимось розміром із Землю.
Згідно з їхніми розрахунками, Земля могла захопити щось ще більше – об’єкт розміром з Меркурій або навіть Марс – хоча тоді орбіта не була б стабільною. Але щось розміром з Місяць могло опинитися на еліптичній орбіті, яка з часом стала більш круглою, і зрештою почала віддалятися з тією ж швидкістю, з якою Місяць віддаляється зараз, приблизно на 3,8 сантиметра на рік.
Отже, це можливо. Але чи ймовірно це? Існують ще інші властивості, такі як подібність мінералів та ізотопів, які більше відповідають тіснішому зв’язку між двома тілами, ніж передбачає сценарій захоплення.
«Ніхто не знає, як утворився Місяць», — каже Вільямс . «Протягом останніх чотирьох десятиліть у нас була одна можливість зрозуміти, як він туди потрапив. Зараз у нас їх дві. Це відкриває скарбницю нових питань і можливостей для подальшого вивчення».
Дослідження опубліковане в The Planetary Science Journal
