Jak powstał Księżyc? Superkomputer podsunął kolejny pomysł

Teza, według której Księżyc mógł powstać w wyniku zderzenia Ziemi z Theią - hipotetyczną planetą o wielkości Marsa - znana jest astronomom już od połowy lat 70. XX wieku. Ta potencjalna kolizja miałaby przyczynić się do powstania ogromnej ilości gruzu, z którego nasz satelita formowałby się przez tysiące lat.

Jednak nowe doniesienia, oparte na symulacjach w wysokiej rozdzielczości, sugerują, że Księżyc nie kształtował się powoli i stopniowo, ale powstał w ciągu kilku godzin.

Pierwsze wskazówki dotyczące powstania Księżyca pojawiły się w lipcu 1969 roku, po powrocie astronautów, którzy spacerowali po powierzchni satelity. Dzięki misji Apollo 11 na Ziemię dotarło ponad 21 kilogramów skał i pyłu z Księżyca. Próbki datowane były na około 4,5 miliarda lat, dzięki czemu naukowcy wysnuli wniosek, że satelita mógł powstać około 150 milionów lat po ukształtowaniu się Układu Słonecznego. Inna hipoteza mówi o tym, że podobieństwo składu skał z Księżyca i Ziemi, a także orbit i synchronizacji obu obiektów, sugeruje, że satelita pojawił się przez gwałtowne zderzenie Ziemi z Theią. Wtedy to hipotetyczna planeta rozbiła się na miliony kawałków, a gruz, rozgrzane skały i gaz powoli łączyły się w kulę, która potem stygła przez miliony lat.

Kwestia powstania Księżyca zastanawia badaczy. Jeśli jest on faktycznie zbudowany tylko z fragmentów Thei, dlaczego wiele jego skał jest podobnych do tych, które znajdujemy na Ziemi? Zdaniem niektórych Księżyc powstał z ziemskiego gruzu, który oderwał się w chwili zderzenia, ale i ta koncepcja budzi wiele wątpliwości. Jedną z nich jest choćby to, że pewne modele sugerują, iż Księżyc powstały z fragmentów Ziemi miałby zupełnie inną orbitę.

Autorzy nowego badania, naukowcy z Durham University w Anglii, przeprowadzili dokładną, złożoną symulację, z uwzględnieniem ciągle zmieniających się sił grawitacyjnych i hydrodynamicznych. Zderzenie Ziemia-Theia było badane w różnych kątach, obrotach i prędkościach, dzięki czemu naukowcy otrzymali mnóstwo wysokojakościowych danych.

Symulacja o wyższej rozdzielczości pokazała, że Księżyc, który powstał z fragmentów Ziemi i Thei, uformował się w ciągu kilku godzin. Ta hipoteza jest dla naukowców najbardziej prawdopodobna i tłumaczy wszystkie właściwości naszego naturalnego satelity - zarówno w kontekście powierzchni, jak i przechylenia orbity.

Jednak by ją potwierdzić, konieczne są dalsze badania. Na szczęście, Księżyc ma być celem przyszłych misji Artemis, które planuje NASA. Dzięki temu na Ziemię trafi jeszcze więcej próbek księżycowego gruntu.

"Więcej próbek z powierzchni Księżyca może niezwykle pomóc w dokonywaniu nowych odkryć, dotyczących składu i ewolucji satelity. Misje i badania takie jak te wciąż pomagają nam wykluczać możliwości i zawężać historię zarówno Księżyca, jak i Ziemi, a także dowiedzieć się więcej o tym, jak ciała niebieskie tworzą się w i poza Układem Słonecznym" - zaznaczyli badacze.

Takie badania mogą również ujawniać więcej na temat powstawania samej Ziemi.

- Im więcej wiemy o formowaniu się Księżyca, tym bardziej odkrywamy ewolucję naszej Ziemi. Ich losy są splecione - i mogą być podobne do historii innych planet - podsumował współautor badania Vincent Eke, profesor nadzwyczajny fizyki na Durham University.