Луна могла сформироваться всего за пять часов после столкновения Земли с Тейей

Луна могла появиться на околоземной орбите не за столетия аккреции из газопылевого облака, а буквально за пять часов после космической катастрофы. К такому выводу пришли астрофизики из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) и Университета Аризоны, опубликовавшие результаты нового масштабного моделирования в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Твердые породы вместо жидких капель

Согласно общепринятой гипотезе гигантского столкновения, около 4,5 миллиарда лет назад молодая Земля врезалась в блуждающую протопланету Тейю размером с Марс. Однако в большинстве классических расчетов оба тела рассматривались упрощенно — как текучие гидродинамические объекты, поскольку физики считали прочность твердых пород несущественной при колоссальных энергиях планетарного удара.

Авторы новой работы впервые учли в расчетах температурно-зависимую прочность минералов. Этот параметр кардинально изменил картину разрушения:

• Горячая, расплавленная мантия быстро теряет структурную целостность, распыляясь в широкий диск обломков вокруг Земли;
• Более холодные силикатные породы сохраняют достаточную механическую прочность, чтобы сопротивляться полному испарению.

Как отмечается в пресс-релизе Southwest Research Institute, симуляции показали: при определенных температурных параметрах Тейя не превратилась в пыль. Ее железное ядро погрузилось в недра Земли, а единый крупный кусок мантии был выброшен на стабильную орбиту, сформировав практически готовую прото-Луну всего за пять часов.

Изотопная дилемма и возраст катастрофы

Сценарий быстрого формирования перекликается с данными, которые астрофизики NASA представили в 2022 году. Новое исследование доказывает, что мгновенное рождение спутника физически возможно без обязательного прохождения через фазу долгоживущего раскаленного кольца.

Впрочем, модель пока не устраняет ключевой парадокс лунной геологии: образцы с Луны демонстрируют почти абсолютное изотопное совпадение по кислороду с земными породами, тогда как при выбивании цельного куска спутник должен был унаследовать химический состав Тейи.

Главная ценность исследования лежит в другой плоскости: зависимость результата столкновения от температуры протопланет поможет точнее установить дату космической аварии. Поскольку молодые планеты непрерывно остывали после аккреции, термодинамические ограничения позволят геологам сузить временное окно образования системы Земля — Луна.