Місяць міг сформуватися лише за п’ять годин після зіткнення Землі з Теєю

Місяць міг з’явитися на навколоземній орбіті не за століття акреції з газопилової хмари, а буквально за п’ять годин після космічної катастрофи. Такого висновку дійшли астрофізики з Південно-Західного дослідного інституту (SwRI) та Університету Аризони, які опублікували результати нового масштабного моделювання в журналі The Astrophysical Journal Letters.

Тверді породи замість рідких крапель

Згідно з загальноприйнятою гіпотезою гігантського зіткнення, близько 4,5 мільярда років тому молода Земля зіткнулася з блукаючою протопланетою Тея розміром з Марс. Однак у більшості класичних розрахунків обидва тіла розглядали спрощено — як плинні гідродинамічні об’єкти, оскільки фізики вважали міцність твердих порід несуттєвою за колосальних енергій планетарного удару.

Автори нової роботи вперше врахували в розрахунках залежність міцності мінералів від температури. Цей параметр кардинально змінив картину руйнування:

• Гаряча, розплавлена мантія швидко втрачає структурну цілісність і розпорошується у широкий диск уламків навколо Землі;
• Холодніші силікатні породи зберігають достатню механічну міцність, щоб опиратися повному випаровуванню.

Як зазначається в пресрелізі Southwest Research Institute, симуляції показали: за певних температурних параметрів Тея не перетворилася на пил. Її залізне ядро занурилося у надра Землі, а єдиний великий фрагмент мантії було викинуто на стабільну орбіту, що сформувало практично готову прото-Місяць лише за п’ять годин.

Ізотопна дилема та вік катастрофи

Сценарій швидкого формування перегукується з даними, які астрофізики NASA надали 2022 року. Нове дослідження доводить, що миттєве народження супутника фізично можливе без обов’язкової фази довготривалого розжареного кільця.

Утім, модель поки що не усуває ключовий парадокс місячної геології: зразки з Місяця демонструють майже цілковитий ізотопний збіг за киснем із земними породами, тоді як у разі вибивання суцільного фрагмента супутник мав успадкувати хімічний склад Теї.

Головна цінність дослідження полягає в іншому: залежність результату зіткнення від температури протопланет допоможе точніше встановити дату космічної аварії. Оскільки молоді планети безперервно остигали після акреції, термодинамічні обмеження дадуть змогу геологам звузити часове вікно формування системи Земля — Місяць.