Фото: NASA/GSFC
Гипотеза гигантского столкновения предполагает, что около 4,5 млрд лет назад Земля столкнулась с планетой размером с Марс, получившей название Тейя. После удара вокруг Земли сформировалось кольцо обломков, из которого впоследствии возникла Луна. Новое исследование показало, что на результат столкновения могли существенно повлиять температура и прочность вещества.
Работу опубликовали в The Astrophysical Journal Letters. Исследовательская группа под руководством Адин Дентон из Юго-Западного исследовательского института использовала гидродинамическое моделирование с учетом прочности материалов. Ранее в подобных расчетах этот фактор обычно не учитывали, поскольку считалось, что при столь мощном ударе он не окажет заметного влияния.
Модели показали, что горячее вещество слабее холодного, поэтому состояние Тейи в момент столкновения меняло динамику процесса. Горячая, но твердая Тейя могла сохранить целостность и оказаться на орбите Земли в виде сформировавшейся Луны. При более низкой температуре и большей прочности вещества возникал классический диск обломков, из которого спутник собирался постепенно.
В одном из сценариев столкновение приводило к поглощению Землей примерно 91% Тейи и образованию диска преимущественно расплавленного материала. При учете прочности Земля поглощала около 84% вещества Тейи, а оставшаяся часть могла сохраниться в виде крупного фрагмента и перейти на орбиту. По словам Дентон, при определенных параметрах целая Луна появлялась в расчетах примерно через пять часов после удара.
Классическая модель объясняет образование Луны из вещества мантии Тейи, однако предполагает заметные различия в составе Земли и ее спутника. При этом изотопные исследования показывают, что эти тела имеют почти одинаковые изотопные характеристики. Новые расчеты связывают возможный сценарий формирования Луны с температурой Земли и Тейи во время столкновения.
Исследователи отмечают, что результаты могут помочь уточнить время образования Луны и лучше понять ее нынешние свойства, включая содержание летучих веществ. При этом модель пока не объясняет все различия между Землей и спутником: Луна бедна летучими элементами, имеет очень небольшое железное ядро, а ее мантия обогащена тугоплавкими компонентами. Работа опубликована под названием «Захват целой Луны при столкновении зависит от прочности».
