Астрофизики представили результаты нового компьютерного моделирования, которое радикально меняет представления о том, как родилась Луна. Согласно исследованию, опубликованному в научном журнале IOP Science, спутник Земли мог сформироваться всего через пять часов после столкновения первоначальной Земли с протопланетой Тейя — гипотетическим объектом размером с Марс. Работа, автором которой является доктор Адин Дентон из Юго-Западного исследовательского института в Техасе, демонстрирует, что температура и прочность материала сталкивающихся тел оказывают колоссальное влияние на сценарий формирования спутника, а не являются второстепенным фактором, как полагалось ранее.

Классическая гипотеза и её пределы

Общепринятая модель гигантского удара гласит, что около 4,5 миллиарда лет назад в ещё не до конца сформировавшуюся Землю врезался объект Тейя. Остатки протопланеты частично образовали Луну, а отчасти ушли глубоко в недры нашей планеты. Долгое время учёные исходили из того, что энергия столкновения была настолько огромной, что специфические геологические свойства самой Тейи не имели значения для итогового сценария: всё, что не расплавилось, просто разлетелось в космос. Однако новые симуляции полностью опровергают это упрощение, показывая, что «предыдущая геология» прото-Луны и протопланеты играет решающую роль в механике всего процесса.

Два сценария: медленный и скоростной

Компьютерные модели, проведённые командой Дентон, выявили два принципиально разных сценария в зависимости от температурных параметров. В «медленном» варианте, когда Земля и Тейя находились в состоянии с высокими температурами, удар мог полностью уничтожить протопланету и образовать массивный диск из обломков вокруг Земли. Из этого диска Луна формировалась постепенно, в течение длительного времени. В «скоростном» сценарии, при использовании параметров с одинаковой внутренней температурой обоих тел, полноценная и целостная Луна отделялась и появлялась из обломков коллизии всего за пять часов. Разница в исходе определяется тем, что горячие объекты менее прочны холодных, а значит, сценарии формирования спутника оказались чрезвычайно чувствительными к температурным показателям на момент столкновения.

Прочность материала: параметр, который наконец учли

«Когда Землю и Луну симулируют как тела со специфическими геологическими свойствами, это полностью изменяет механику их возникновения после столкновения — деталь, которую раньше считали неважной», — объясняет доктор Дентон. Учёные подчёркивают, что современные модели эволюционировали и теперь учитывают прочность материалов — параметр, который ранее применялся только при изучении столкновений мелких астероидов или формировании системы Плутон — Харон. Как показали новые расчёты, для Луны этот фактор оказался не менее важным. Концепцию быстрого формирования уже предлагали в исследовании 2022 года, однако новая работа впервые продемонстрировала, что именно сочетание прочности материала и температуры столкновения определяет, будет ли Луна «собирается» месяцами или отделится за считанные часы.

Аномалии, которые наконец объясняются

Сегодня Луна обладает рядом физических и химических свойств, которые не совпадают с классическим представлением о длительном формировании из околопланетного диска. Более гибкий сценарий, предложенный в новой работе, помогает разрешить эти противоречия и объяснить имеющиеся аномалии в составе и структуре спутника. По сути, пятичасовое «рождение» Луны из целостного фрагмента обломков лучше согласуется с тем, что мы наблюдаем в её геологии сегодня, чем многовековая аккреция из разнородного диска. Это открывает новые направления для проверки: если сценарий подтвердится, то изотопный состав лунных пород и их распределение по глубине должны нести отпечаток именно скоростного сепарирования, а не медленного перемешивания.

Противоречивые данные

В предоставленных источниках наблюдается незначительное расхождение в формулировках. РБК-Украина и издание Focus.ua оперируют точной цифрой «пять часов» для скоростного сценария, тогда как заголовок на Overclockers.ru звучит как «всего за несколько часов». Это не является прямым противоречием — «несколько часов» может быть обобщённым журналистским выражением для пятичасового интервала, однако точная цифра «5 часов» фигурирует в описании конкретного расчётного сценария с одинаковой внутренней температурой тел. Кроме того, в источниках подчёркивается, что концепция быстрого формирования не является абсолютно новой — она была предложена ещё в 2022 году, — но именно новая работа впервые связала её с конкретным физическим механизмом (прочностью материала), а не с общим энергетическим балансом удара.