Měsíc vznikl při meziplanetárním incidentu typu Hit-and-Run, říkají astronomové

Původ Měsíce je pro planetární geology jedním z nejdůležitějších problémů a v posledních letech udělali obrovský pokrok v pochopení toho, jak se to stalo. Je to z velké části kvůli mnohem lepšímu pochopení složení a vnitřní struktury Měsíce.

Ukazuje se, že náš meziplanetární souputník má podobné složení jako Země, včetně železného jádra. Shoda je v tom, že to vylučuje možnost, že se Měsíc vytvořil jinde a byl později zachycen zemskou gravitací. Místo toho se musel zformovat z trosek vytvořených obří srážkou mezi Zemí a tělesem velikosti Marsu.

Astronomové se domnívají, že k této srážce muselo dojít při pomalé relativní rychlosti a mělkém úhlu, aby se zajistilo, že trosky vstoupily na oběžnou dráhu kolem Země a zůstaly tam a nakonec vytvořily Měsíc.

Taková pomalá nárazová srážka by také zachovala moment hybnosti systému. To klade na tělesa před dopadem další omezení, protože nemohla mít mnohem větší hybnost než dnešní systém Země-Měsíc.

Výpočetní astronomové tento druh pomalého dopadu na pastvu podrobně simulovali a ukázali, že systém Země-Měsíc se skutečně mohl vytvořit vzhledem k omezením hmotnosti a úhlovému momentu teorie.

S tímto modelem je ale problém. Silikátové povrchy Měsíce i Země mají podobný izotopový podpis, což naznačuje, že musely vzniknout ze stejné hmoty.

Ale při pomalém dopadu na pastvu většina trosek, které skončí na oběžné dráze a vytvoří se na Měsíci, pochází z impaktoru velikosti Marsu, u kterého je nepravděpodobné, že by měl požadovaný izotopový podpis. To je zásadní problém.

Dnes Andreas Reufer na univerzitě v Bernu ve Švýcarsku a několik kamarádů tvrdí, že přišli s alternativní hypotézou, která tento problém řeší. Říká se, že Země musela být spásána větším objektem pohybujícím se mnohem vyšší rychlostí.

Tato mimořádná rychlost způsobila, že velká část úlomků z nárazu unikla, proto přezdívka hit-and-run. Avšak trosky, které uvízly na oběžné dráze, by byly směsí materiálu Země a impaktoru s izotopickým obsahem, který odpovídá pozorovaným signaturám zde a na Měsíci.

Úlomky, které unikly, by samozřejmě odnesly moment hybnosti i hmotu. To činí takový scénář náročným na modelování, protože je těžké najít vhodnou sadu výchozích podmínek – hmotnost, úhlový moment, úhel dopadu atd. – které vytvoří realistický systém Země-Měsíc. Ve skutečnosti astronomové tento scénář v minulosti odmítali právě z tohoto důvodu.

Ale s vylepšenými simulačními technikami Reufer a spol přehodnotili scénář. Použili model skládající se z asi 500 000 částic, ve kterém se nakonec Měsíc skládá z asi 10 000 částic. To je víceméně stav techniky.

Říkají, že dokáže vytvořit systémy podobné Zemi a Měsíci za rozumnou sadu výchozích podmínek a zároveň reprodukovat pozorované izotopové podpisy.

To je zajímavá práce, v neposlední řadě proto, že má důležité důsledky pro podmínky na Zemi v době dopadu, asi před 4,5 miliardami let. Konkrétně Reufer a kamarádi tvrdí, že energetičtější dopad by zahřál zemský plášť na teploty asi 10 000 Kelvinů a zahřál trosky, které tvořily Měsíc, na vyšší teploty.

To má jasně důsledky pro ranou historii Země i Měsíce a může to pomoci vést k dalším důkazům, které by mohly podpořit tuto hypotézu.

Ale také to ponechává zajímavou nezodpovězenou otázku – co se stalo s troskami po dopadu, které unikly z oběžné dráhy Země? Tito lidé by měli být schopni vypočítat vlastnosti této látky, možná dokonce její izotopový podpis. To by astronomům umožnilo jej lovit, možná zkoumáním pádů meteorů z relativně nedávné minulosti.

Nalezení důkazů o viníkovi by bylo důležitým vodítkem, což znamená, že je před námi nějaká fascinující detektivní práce!

Ref: arxiv.org/abs/1207.5224 : Obrovský dopadový scénář typu hit-and-run

skrýt