Основні версії походження Місяця

На початку цього тижня вчені-астрофізики з Інституту геофізики Парижа спростували версію походження Місяця, яка досі вважалася найбільш імовірною. Згідно з цією гіпотезою, приблизно 4,5 мільярдів років тому зовсім ще юна Земля зіткнулася з протопланетою Тейєю, в результаті чого утворився Місяць.

[advert]

Комп'ютерні симуляції, проведені фахівцями, поставили під сумнів цю версію, а заодно і багато інших наших уявлень про походження найближчого до Землі космічного тіла.

Редакція «СВІТ 24» вибрала основні версії походження супутника і разом з фахівцями зважила «за» і «проти» популярних гіпотез.

Версія № 1: одне гігантське зіткнення

Модель ударного формування Місяця залишалася домінуючою в науці останні три десятиліття. Астрофізики прийняли її майже одноголосно після того, як у грудні 1972 року місячний модуль корабля «Аполлон-17» під час останньої висадки на супутник доставив на Землю понад 110 кг місячних порід.

Аналіз хімічного та ізотопного складу ґрунту привели вчених до думки про те, що на ранньому етапі формування Сонячної системи Земля могла зіткнутися з великим небесним тілом - протопланетою, габарити якої були співмірні сьогоднішньому Марсу, тобто приблизно 10,7% від маси Землі.

«Для обох небесних тіл ця подія була катастрофічною, і матеріал, який був викинутий в результаті цього зіткнення, багато тисячоліть частково залишався на орбіті Землі, через що в результаті еволюційного стиснення і утворився земний супутник», - розповідає доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Інституту космічних досліджень РАН Олександр Родін.

Імена небесним тілам за традицією даються грецькі, міфологічні. Тому гіпотетична протопланета отримала назву на честь однієї з сестер-титанід Тейї, яка, за віруваннями стародавніх греків, була матір'ю Селени (Місяця). Зв'язок між Землею і супутником виявився настільки сильним, що з часом Місяць почав викликати на Блакитній планеті припливи і відливи.

Це сформувало на мокрій тверді умови для появи перших елементів біологічного життя (нуклеотидів) з найпростіших азотистих сполук, суміші фосфату і вуглеводів. Так під впливом місячної активності і сонячного світла на земній поверхні утворилася перша «лабораторія» для формування майбутнього життя.

На користь теорії мегавриву говорить той факт, що ядро земного супутника занадто мало для планети, яка сформувалася одночасно із Землею (радіус ядра Місяця близько 240 кілометрів). Крім того за своїм складом Місяць куди однорідніший нашої планети. Начебто все схиляло вчених до тієї точки зору, що причина народження Місяця протокрасуня Тейя.

Підозри в справедливості такої красивої гіпотези виникли у астрономів Паризького інституту геофізики. Бентежили хімічні склади земної мантії і місячного грунту. Щось там було не так. У результаті паризькі астрономи запустили багаторічний експеримент, який щойно завершився.

Протягом цього експерименту вони провели 1,7 млрд комп'ютерних симуляцій зіткнення Землі і Тейї і з'ясували, що маса гіпотетичного небесного тіла, з яким зіткнулася Земля, не могла становити більше 15% від маси нашої планети.

В іншому випадку, земна мантія містила б в рази більше нікелю і кобальту, а з місячного грунту вже давно випарувалися б легкі ізотопи радіоактивних елементів, які присутні в ній зараз, наприклад, ізотоп гелію-3.

Версія № 2: теорія численних бомбардувань

«Останнє дослідження французів підтверджує припущення про те, що зіткнення було не одне - їх було безліч, - пояснює доктор Родін, - Майбутній матеріал для формування супутника накопичувався мільйони років на земній орбіті, а самі тіла-бомбардувальники були набагато меншими, ніж гіпотетична Тейя».

Однак, на думку вченого, епохального перевороту це відкриття не здійснило. Останні десятиліття Місяць залишається не тільки найбільш вивченим, але і найактивнішим об'єктом Сонячної системи. Щорічно в розпорядження вчених надходять все нові і нові дані, які спростовують ту чи іншу з існуючих гіпотез.

"Комп'ютерні симуляції допомагають нам лише змоделювати ті чи інші умови. Приблизно так само працюють метеорологи, визначаючи погоду на найближчий час. Але ми прекрасно розуміємо, що навіть прогноз на завтра і той може бути невірним. Що ж говорити про такі глобальні події, як зародження живої матерії, формування Місяця або Землі ", - зазначив учений.

З ним згоден і доктор фізико-математичних наук, завідувач відділу дослідження Місяця і планет інституту ім. П.К. Шеолог берга МДУ Володимир Шевченко.

За його словами, французьких астрофізиків на кілька років випередив російський вчений, директор Інституту геохімії імені В. І. Вернадського Ерік Галімов, який проаналізував гіпотезу про протопланету Тейє і одним з перших у світовій науці зміг аргументовано її спростувати. Правда, чисто теоретично. Тепер його теорія отримала експериментальне підтвердження.

Версія № 3: «сестринська» гіпотеза

Гіпотеза, до якої сьогодні схиляються багато російських вчених, звучить так: Місяць і Земля сформувалися відносно одночасно з єдиної газопилової хмари. Це сталося близько 4,5 млрд років тому, що підтверджують дані радіоізотопного датування метеоритних зразків, так званих хондритів.

«Зародок» Землі притягнув до себе максимальне число частинок в зоні їх доступності, а з решти фрагментів на орбіті сформувався менший за розмірами, але схожий за хімічним складом супутник.

"Ця теорія знімає сумнівні питання щодо геохімічних показників місячного ґрунту, - пояснює Володимир Шевченко. - Якби мегаудар мав місце, Місяць мав би містити ту саму речовину, з якої Земля складалася на момент і була б куди більше схожа на Землю, ніж зараз ", - резюмує професор.

Правда, така красива гіпотеза про загальну хмару-прабатька багато чого не пояснює. Наприклад, того, чому місячна орбіта не лежить у площині земного екватора і чому її залізно-нікелеве ядро сформувалося настільки мініатюрним порівняно з нашим.

Версія № 4: планета-полонянка, або «подружня» гіпотеза

Одна з найцікавіших гіпотез, що мають при цьому найменшу кількість доказів, - гіпотеза про те, що Місяць спочатку утворився як незалежна планета Сонячної системи. У результаті відхилення небесного тіла від орбіти (так званих пертурбацій) планета, так би мовити, «збилася з курсу» і вийшла на еліптичну орбіту, що перетинається із Землею.

При одному зі зближень Місяць потрапив у поле дії земної гравітації і перетворився на її супутник.

Американських астрономів під керівництвом Томаса Джексона Сі ця теорія зацікавила аж ніяк не з академічних міркувань. Справа в тому, що легенди стародавнього африканського народу догонів оповідали про часи, коли на нічному небі ще не було другого світила - Місяця.

Незважаючи на те, що теорія не вписувалася в «Велику трійку» академічних гіпотез про походження супутника, її всерйоз обговорювала група вчених під керівництвом Сергія Павловича Корольова при проектуванні автоматичної станції, що спускається.

Вченим належало «наосліп» вирішити, яким чином був сформований Місяць. Від їх висновків залежав успіх прилуління станції. Адже якщо Місяць обертається навколо Землі мільярди років, без щільної атмосфери на його поверхні повинен був накопичитися багатометровий шар опадаючого з космосу пилу.

Якщо це дійсно так, станція, призначена для посадки на Лунну твердь, просто б потонула.

Припущення про те, що Місяць був захоплений Землею порівняно недавно, вченим явно подобалося більше. У цьому випадку її поверхня повинна була бути все ще твердою. Тому й апарат для посадки вирішили розраховувати саме на цей сценарій.

Правда, суперечностей у цій теорії більше, ніж у інших версій походження супутника. Наприклад, чому у ізотопів кисню на Місяці і Землі спостерігається така ідентичність?

Або чому Місяць обертається в одному напрямку з Землею, тоді як місяця, захоплені Юпітером - Іо, Європа, Ганімед і Каллісто - обертаються в ретроградному, тобто протилежному від Юпітера напрямку.

Як би там не було, навіть відносно «складні» і «привабливі» гіпотези не дають точного опису того, як саме на земному небосхилі виникло нічне світило. Втім, такі нестиковки спостерігаються при описі будь-якого іншого фізичного явища такого масштабу, зазначає Олександр Родін.

Кожне нове відкриття, навіть проведене в земних умовах, може в будь-який момент поставити під сумнів будь-яку «усталену» в науці гіпотезу. Навіть про походження Землі - не те що її супутника.