Луна родилась в ходе «лобового столкновения» Земли и другой планеты

Луна могла родиться в результате столкновения юлообразного зародыша Земли и небольшого объекта размером с Марс, который полностью расплавился при столкновении с нашей планетой и чьи породы содержатся в недрах Земли до сих пор.

Современная Луна сформировалась в результате сильного лобового столкновения между Землей и Тейей, предположительно, прародительницей спутника нашей планеты, которое произошло примерно через 100 миллионов лет после рождения Земли, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Последние 30 лет было принято считать, что Луна образовалась в результате столкновения Тейи, протопланетного тела, с "зародышем" Земли. Столкновение привело к выбросу материи Тейи и прото-Земли в космос, из этой материи и сформировалась Луна. Теория столкновения протоземли с крупным небесным телом хорошо объясняет массу Луны, малое содержание железа на ней и прочие параметры.

Однако при таком столкновении значительную часть материала, составляющего Луну, должна была принести гипотетическая Тейя. По своему составу она должна была отличаться от Земли, как отличается от нее большинство небесных тел внутренней области Солнечной системы, которая включает планеты земной группы и астероиды. Но на самом деле состав Земли и Луны очень похож, вплоть до одинаковых долей изотопов многих металлов и прочих элементов.

Эдвард Янг (Edward Young) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США) и его коллеги нашли объяснение этому необычному совпадению состава Земли и Луны, сравнив доли "тяжелых" изотопов кислорода и проанализировав возможные сценарии и обстоятельства рождения спутницы нашей планеты.

Как отмечает группа Янга, сегодня большинство ученых считает, что Тейя лишь слегка коснулась Земли во время "космического ДТП", ударив в нее под большим углом, а не врезалась на большой скорости прямо в нашу планету. Подобный сценарий необходим для того, чтобы объяснить, почему в лунных породах содержится мало железа и почему Луна удаляется, а не сближается с Землей, как это делают Фобос и Марс.

С другой стороны, у такого сценария есть проблема – в таком случае доли изотопов кислорода и ряда других веществ будут неодинаковыми, что противоречит данным анализа образцов грунта, собранных астронавтами с "Аполлонов". Относительно недавно, в 2014 году, выход из этой проблемы, казалось, был найден. Немецкие химики обнаружили, что соотношение двух "тяжелых" изотопов кислорода (17 и 18) и "обычного" кислорода-16 в них немного, но отличается – на 12 частей на миллион.

Янг и его коллеги перепроверили эти замеры при помощи сверхточного масс-спектрометра, используя образцы, доставленные на землю "Аполлоном"-12, 15 и 17, а также ряд древнейших земных горных пород.

На этот раз геохимический анализ показал, что доли изотопов кислорода в земных и лунных породах были абсолютно одинаковыми, отличаясь, в худшем случае, всего на одну десятитысячную процента, что, по факту, учитывая неточность инструментов, равно нулю.

Это заново поставило перед учеными вопрос – как Луна попала на свою орбиту и как вообще она сформировалась. Учитывая равные доли изотопов, свидетельствующие об общности пород Земли и ее спутника, столкновение между Землей и Тейей, как считает Янг, было лобовым.

По его мнению, наша планета и зародыш Луны столкнулись под прямым углом на очень высокой скорости, в результате чего Тейя "пробила" кору Земли, полностью расплавилась и слилась породами нашей планеты. Часть этого расплава была выброшена в космос, где он постепенно "собрался" в Луну.

Эта теория, как признает Янг, была придумана не им, а астрономами из Института поиска внеземных цивилизаций, которые предположили, что Луна родилась в ходе лобового столкновения быстро вращающейся протоземли, похожей по форме на "юлу", и небесного тела размером с Марс. Изотопные данные, полученные группой Янга, дали подтверждение этой теории 2012 года, заключают ученые.