Po celé desaťročia vedci uvažovali o tom, ako Zem získala jediný satelit, Mesiac. Zatiaľ čo niektorí tvrdia, že sa vytvorili z materiálu strateného Zemou v dôsledku odstredivej sily alebo boli zajatí gravitáciou Zeme, najrozšírenejšou teóriou je, že Mesiac sa vytvoril zhruba pred 4,5 miliardami rokov, keď sa zrazil objekt veľkosti Marsu (pomenovaný Theia). s proto-Earth (aka. Hypotéza obrovského dopadu).
Avšak preto, že Proto-Earth zažil veľa obrovských vplyvov, očakáva sa, že sa na obežnej dráhe v priebehu času vytvorilo niekoľko mesiacov. Vynára sa teda otázka, čo sa stalo s týmito mesiacmi? Tím, ktorý vzniesol túto otázku, vypracoval tím medzinárodného tímu vedcov štúdiu, v ktorej naznačujú, že tieto „mesačníky“ sa mohli nakoniec zrútiť späť na Zem, a zanechali iba tú, ktorú dnes vidíme.
Štúdia s názvom „Moonfalls: zrážky medzi Zemou a jej predchádzajúcimi mesiacmi“ sa nedávno objavila online a bola prijatá na uverejnenie v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti. Štúdiu viedla Uri Malamud, postdoktorandka Technického izraelského technologického inštitútu, ktorá zahŕňala členov z University of Tübingen, Nemecko a Viedenskej univerzity.
Na účely štúdia Dr. Malamud a jeho kolegovia - Prof. Hagai B. Perets, Dr. Christoph Schafer a Christoph Burger (študent PhD) - zvážili, čo by sa stalo, keby Zem zažila čo najskoršiu podobu niekoľko obrovských nárazov, ktoré predchádzali kolízii s Theiou. Každý z týchto vplyvov by mal potenciál vytvoriť „mesačný mesiac“ podunajskej masy, ktorý by gravitačne interagoval s proto-Zemou, ako aj s prípadnými predtým vytvorenými mesačníkmi.
V konečnom dôsledku by to viedlo k zlúčeniu mesiac-mesiac, k vyhodeniu Mesiaca z obežnej dráhy Zeme alebo k poklesu Mesiaca na Zem. Nakoniec sa Dr. Malamud a jeho kolegovia rozhodli preskúmať túto poslednú možnosť, pretože vedci ju predtým nepreskúmali. Táto možnosť by navyše mohla mať drastický vplyv na geologickú históriu a vývoj Zeme. Ako uviedol Malamud do časopisu Space Magazine e-mailom:
„Pri súčasnom chápaní formovania planéty boli neskoré fázy rastu pozemskej planéty mnohými obrovskými zrážkami medzi planétovými embryami. Takéto zrážky vytvárajú značné trosky, ktoré sa môžu stať mesiacmi. Ako sme v tomto a našich predchádzajúcich dokumentoch navrhli a zdôraznili, vzhľadom na rýchlosť takýchto zrážok a vývoj mesiacov - existencia viacerých mesiacov a ich vzájomné interakcie povedú k mesačným zrážkam. Je to neoddeliteľná súčasť súčasnej teórie formovania planét. “
Pretože je však Zem geologicky aktívnou planétou a jej hustá atmosféra vedie k prirodzenému počasiu a erózii, povrch sa časom drasticky mení. Preto je vždy ťažké určiť účinky udalostí, ku ktorým došlo v najranejších obdobiach Zeme - t. J. Hadeanov, ktorý začal so vznikom Zeme pred 4,6 miliardami rokov a ktorý sa skončil pred 4 miliardami rokov.
Tím otestoval, či sa počas tohto obdobia Eon mohlo vyskytnúť viacnásobné vplyvy, ktoré viedli k tomu, že nakoniec dopadli na Zem Mesiace, tím vykonal sériu simulácií hydrodynamických hladkých častíc (SPH). Zohľadnili tiež rozsah hmôt mesačných lúčov, uhly nárazov zrážok a počiatočné rýchlosti rotácie proto-Zeme. V podstate, ak by v minulosti Mesiace padli na Zem, zmenilo by to rýchlosť rotácie proto-Zeme, čo by malo za následok jej súčasnú rotačnú rotáciu 23 hodín, 56 minút a 4,1 sekundy.
Nakoniec našli dôkazy, že zatiaľ čo priame dopady veľkých objektov neboli pravdepodobné, že mohlo dôjsť k viacerým paseniam prílivových zrážok. To by spôsobilo, že materiál a úlomky by sa vrhli do atmosféry, ktorá by vytvorila malé mesiacky, ktoré by potom vzájomne interagovali. Ako vysvetlil Malamud:
„Naše výsledky však ukazujú, že v prípade mesačného svitu nie je distribúcia materiálu z mesačného svitu ani na Zemi, a preto takéto zrážky môžu viesť k asymetrickým a nehomogenitám zloženia. Ako sme diskutovali v článku, v skutočnosti existujú možné dôkazy o tom, že mesačné zrážky môžu potenciálne vysvetliť izotopové heterogenity vo vysoko siderofilných prvkoch v pozemských horninách. V zásade môžu zrážky na Mesiaci tiež vytvárať rozsiahlu štruktúru na Zemi a my sme špekulovali, že takýto účinok mohol prispieť k vytvoreniu najskoršieho superkontinentu na Zemi. Tento aspekt je však špekulatívnejší a je ťažké ho priamo potvrdiť vzhľadom na geologický vývoj Zeme od tých skorých čias. “
Táto štúdia účinne rozširuje súčasnú a široko populárnu hypotézu obrieho dopadu. V súlade s touto teóriou sa Mesiac formoval počas prvých 10 až 100 miliónov rokov slnečnej sústavy, keď sa stále vyvíjali zemské planéty. V posledných fázach tohto obdobia sa predpokladá, že tieto planéty (Ortuť, Venuša, Zem a Mars) rástli hlavne nárazmi veľkých planétových embryí.
Od tej doby sa predpokladá, že Mesiac sa vyvinul v dôsledku vzájomných prílivov Zeme a Mesiaca a migroval smerom von na svoje súčasné miesto, odkiaľ bol doteraz. Táto paradigma však nezohľadňuje dopady, ktoré sa vyskytli pred príchodom Theia a formovanie jediného satelitu Zeme. V dôsledku toho Dr. Malamud a jeho kolegovia tvrdia, že je odpojený od širšieho obrazu formácie pozemských planét.
Vedci by mohli vziať do úvahy potenciálne kolízie, ktoré predchádzajú vytvoreniu Mesiaca, a získať ucelenejší obraz o tom, ako sa Zem a Mesiac vyvíjali v priebehu času. Tieto zistenia môžu mať tiež dôsledky, pokiaľ ide o štúdium ďalších slnečných planét a mesiacov. Ako uviedol Dr. Malamud, už existujú presvedčivé dôkazy o tom, že kolízie vo veľkom meradle ovplyvnili vývoj planét a mesiacov.
"Na iných planétach vidíme dôkazy o veľmi veľkých dopadoch, ktoré spôsobili topografické prvky planétového rozsahu, ako je takzvaná Marsova dichotómia a pravdepodobne dichotómia Charonovho povrchu," uviedol. „Museli to vyplynúť z rozsiahlych dopadov, ale dosť malé na to, aby sa vytvorili sub-globálne planéty. Moonfalls sú prirodzenými progenitormi takýchto vplyvov, nemožno však vylúčiť niektoré ďalšie veľké dopady asteroidov, ktoré by mohli mať podobné účinky. ““
Existuje tiež možnosť, že k takýmto zrážkam dôjde v ďalekej budúcnosti. Podľa súčasných odhadov jeho migrácie Mars Mesiac Phobos nakoniec narazí na povrch planéty. Aj keď je táto zrážka v porovnaní s dopadmi, ktoré by spôsobili vytvorenie Mesiaca a Mesiaca okolo Zeme, malá, je priamym dôkazom toho, že k mesačným zrážkam došlo v minulosti a bude sa opäť vyvíjať v budúcnosti.
Stručne povedané, história skorej slnečnej sústavy bola násilná a kataklyzmatická, s veľkým stvorením vyplývajúcim zo silných zrážok. Ak máme ucelenejší obraz o tom, ako tieto dopadové udalosti ovplyvnili vývoj pozemských planét, môžeme získať nový pohľad na to, ako sa tvorili životaschopné planéty. To by nám zase mohlo pomôcť vystopovať takéto planéty v extra solárnych systémoch.
