Симуляция допускает формирование Луны за пять часов
Новые модели столкновения молодой Земли с протопланетой Тейей учитывают температуру и прочность вещества. В одном из сценариев спутник собирается из обломков почти сразу после удара, а не постепенно.
Луна могла сформироваться примерно за пять часов после гигантского столкновения молодой Земли с протопланетой размером с Марс. Такой вариант показали новые компьютерные симуляции, в которых исследователи учли температуру недр столкнувшихся тел и связанную с ней прочность материала.
Согласно распространённой гипотезе, в ранней истории Солнечной системы Земля столкнулась с телом, известным как Тейя. Значительная часть его железного ядра затем оказалась внутри Земли, а выброшенное на орбиту вещество образовало диск обломков, из которого возникла Луна.
Прежние модели допускали два варианта: длительное существование диска с постепенным формированием спутника либо очень быстрое объединение вещества в Луну. Расчёты команды Адин Дентон из Юго-Западного исследовательского института поддерживают второй сценарий при определённых исходных условиях.
Ключевым параметром оказалась температура Тейи. Более горячее тело слабее и иначе деформируется при ударе, что меняет распределение обломков вокруг Земли. Если столкновение произошло менее чем через 60 млн лет после формирования планет, когда Тейя была сравнительно горячей, удар мог полностью разрушить её и создать массивный диск вещества. В модели с одинаковой температурной структурой Земли и Тейи целая Луна появилась примерно через пять часов.
Для более холодной Тейи возможен иной исход. Если удар случился через 100–150 млн лет после формирования планет, спутник мог нарастать постепенно, а большая часть Тейи сохранялась и сливалась с Землёй.
В обоих сценариях расчёты показывают, что Луна в основном состоит из вещества мантии Тейи с небольшой примесью земной мантии. Это оставляет открытым вопрос о близости состава Луны и земной мантии: при общем сходстве в изотопных соотношениях есть различия, которые нынешние симуляции пока не объясняют.
Авторы также указывают на возможное следствие для поисков экзолун: если диски обломков вокруг каменистых планет существуют лишь несколько часов, обнаружить их будет крайне трудно.