От десетилетия учените размишляват как Земята е придобила единствения си спътник - Луната. Докато някои твърдят, че тя се е образувала от материал, изгубен от Земята поради центробежна сила, или е бил уловен от земната гравитация, най-общоприетата теория е, че Луната се е образувала преди приблизително 4,5 милиарда години при сблъсък на обект с размер на Марс (на име Тея). с прото-Земя (известна още като хипотезата за гигантско въздействие).
Въпреки това, тъй като прото-Земята е получила много гигантски въздействия, очаква се няколко луни да се образуват в орбита около нея с течение на времето. Така възниква въпросът какво се е случило с тези луни? Повдигайки този въпрос, екип от международен екип учени проведе проучване, в което те предполагат, че тези „лунници“ в крайна сметка биха могли да се сринат обратно на Земята, оставяйки само този, който виждаме днес.
Изследването, озаглавено „Moonfalls: Сблъсъци между Земята и миналите му луни“, наскоро се появи онлайн и беше прието за публикуване в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество. Изследването беше ръководено от Ури Маламуд, докторант от Израелския технологичен институт Технион и включваше членове от университета в Тюбинген, Германия и Виенския университет.
Заради тяхното проучване д-р Маламуд и неговите колеги - проф. Хагай Б. Перец, д-р Кристоф Шафер и г-н Кристоф Бъргър (докторант) - обмисляха какво би се случило, ако Земята, в най-ранната си форма, беше преживяла множество гигантски удари, предшестващи сблъсъка с Тея. Всяко от тези въздействия би имало потенциал да образува подлунна маса „луна“, която би взаимодействала гравитационно с прото-Земята, както и всички възможни по-рано образувани луни.
В крайна сметка това би довело до сливания на луна-луна, изхвърлянето на лунните лъчи от орбитата на Земята или падането на луните на Земята. В крайна сметка д-р Маламуд и неговите колеги избраха да проучат тази последна възможност, тъй като тя не е изследвана преди това от учени. Нещо повече, тази възможност би могла да окаже драстично влияние върху геоложката история и еволюцията на Земята. Както Маламуд посочи пред Space Magazine по имейл:
„В настоящото разбиране за формирането на планетите късните етапи на нарастване на земната планета са преминали през множество гигантски сблъсъци между планетарните ембриони. Такива сблъсъци образуват значителни дискови отломки, които от своя страна могат да се превърнат в луни. Както предложихме и подчертахме в този и предишните ни документи, като се имат предвид скоростите на подобни сблъсъци и еволюцията на луните - съществуването на множество луни и взаимните им взаимодействия ще доведат до лунни падания. Това е неразделна, неизбежна част от настоящата теория за формиране на планетата. "
Въпреки това, тъй като Земята е геологично активна планета и защото гъстата й атмосфера води до естествено изветряне и ерозия, повърхността се променя драстично с времето. По този начин винаги е трудно да се определят ефектите от събития, случили се през най-ранните периоди на Земята - т.е. Хадеен еон, започнал преди 4,6 милиарда години с формирането на Земята и завършил преди 4 милиарда години.
За да провери дали в този Eon може да има многобройни удари или не, в резултат на което луни, които в крайна сметка паднаха на Земята, екипът проведе серия от хидродинамични (SPH) симулации с гладки частици. Те също така разглеждат диапазон от лунни маси, ъгли на сблъсък и начални скорости на въртене на прото-Земята. По принцип, ако луните са паднали на Земята в миналото, това би променило скоростта на въртене на прото-Земята, което води до сегашния си страничен период на въртене от 23 часа, 56 минути и 4,1 секунди.
В крайна сметка те откриха доказателства, че макар и директните удари от големи предмети да не са вероятни, че биха могли да се извършат редица пасителни приливни сблъсъци. Това би довело до изхвърляне на материал и отломки в атмосферата, които биха образували малки лунници, които след това биха си взаимодействали помежду си. Както обясни Маламуд:
„Нашите резултати обаче показват, че в случай на падане на луната разпределението на материала от лунния вал дори не е на Земята и следователно такива сблъсъци могат да доведат до асиметрия и нееднородност на състава. Както обсъждаме в статията, всъщност има възможни доказателства за последното - лунните падания потенциално могат да обяснят изотопните хетерогенности в силно сидерофилни елементи в земните скали. По принцип сблъсъците на Луната може също да създадат широкомащабна структура на Земята и ние предположихме, че подобен ефект би могъл да допринесе за формирането на най-ранния суперконтинент на Земята. Този аспект обаче е по-спекулативен и е трудно директно да се потвърди, като се има предвид геоложката еволюция на Земята от онези ранни времена. "
Това проучване ефективно разширява настоящата и широко популярна хипотеза за гигантско въздействие. В съответствие с тази теория, Луната се е образувала през първите 10 до 100 милиона години от Слънчевата система, когато земните планети все още са се образували. През последните етапи от този период се смята, че тези планети (Меркурий, Венера, Земя и Марс) са се развили главно чрез въздействия с големи планетни ембриони.
От това време се смята, че Луната е еволюирала поради взаимните приливи на Земята и Луната, мигрирайки навън към сегашното си местоположение, където е била оттогава. Тази парадигма обаче не отчита въздействията, възникнали преди пристигането на Тея и формирането на единствения спътник на Земята. В резултат на това д-р Маламуд и неговите колеги твърдят, че тя е изключена от по-широката картина на формирането на земната планета.
Като вземат предвид потенциалните сблъсъци, предхождащи образуването на Луната, те твърдят, че ученият би могъл да има по-пълна картина как еволюирали както Земята, така и Луната във времето. Тези открития биха могли да имат последици и по отношение на изучаването на други слънчеви планети и луни. Както д-р Маламуд посочи, вече има убедителни доказателства, че мащабните сблъсъци са повлияли върху еволюцията на планетите и луните.
„На други планети виждаме доказателства за много големи въздействия, които произвеждат топографски характеристики в мащаб на планетата, като така наречената дихотомия на Марс и вероятно дихотомията на повърхността на Харон“, каза той. „Те трябваше да възникнат в резултат на широкомащабни въздействия, но достатъчно малки, за да направят подглобалните характеристики на планетата. Лунните падания са естествени потомци на такива въздействия, но не може да се изключат някои други големи въздействия от астероидите, които биха могли да предизвикат подобни ефекти. "
Съществува и възможността подобни сблъсъци да се случат в далечното бъдеще. Според сегашните оценки на миграцията му, лунният фобос на Марс в крайна сметка ще се срине в повърхността на планетата. Макар и малък в сравнение с въздействията, които биха създали луни и Луната около Земята, този евентуален сблъсък е пряко доказателство, че падането на луната е имало в миналото и отново ще бъде в бъдеще.
Накратко, историята на ранната Слънчева система беше насилствена и катаклизмична, като голяма част от създаването беше резултат от мощни сблъсъци. Като имаме по-пълна картина как тези влиятелни събития са се отразили върху еволюцията на земните планети, можем да добием нов поглед върху това как са се образували животоносните планети. Това от своя страна би могло да ни помогне да открием такива планети в извън слънчевите системи.
