Po celá desetiletí vědci uvažovali o tom, jak Země získala jediný satelit, Měsíc. Zatímco někteří tvrdili, že se vytvořil z materiálu ztraceného Zemí v důsledku odstředivé síly, nebo byl zajat zemskou gravitací, nejrozšířenější teorií je, že Měsíc vznikl zhruba před 4,5 miliardami let, když se srazil Mars-veliký objekt (pojmenovaný Theia) s proto-Earth (aka. hypotéza obřího dopadu).
Protože však proto-Země zažila mnoho obřích dopadů, očekává se, že se kolem ní kolem času vytvoří několik měsíců. Vyvstává tedy otázka, co se stalo s těmito měsíci? Tým, který mezinárodní tým vědců položil tuto otázku, provedl studii, v níž tvrdí, že tyto „měsíčníky“ se mohly nakonec zhroutit zpět na Zemi a ponechat pouze tu, kterou dnes vidíme.
Studie s názvem „Moonfalls: Srážky mezi Zemí a jejími minulými měsíci“ se nedávno objevila online a byla přijata ke zveřejnění v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. Studii vedl Uri Malamud, postdoktorand z Technion izraelského technologického institutu, a zahrnovali členy z University of Tübingen, Germany a University of Vienna.
Pro účely studia Dr. Malamud a jeho kolegové - prof. Hagai B. Perets, Dr. Christoph Schafer a pan Christoph Burger (student PhD) - zvažovali, co by se stalo, kdyby Země zažila svou nejranější podobu několik obřích nárazů, které předcházely kolizi s Theií. Každý z těchto dopadů by měl potenciál vytvořit „měsíční hmotu“ subunktické hmoty, která by gravitačně interagovala s proto-Zemí, jakož i s případnými dříve vytvořenými měsíčníky.
V konečném důsledku by to mělo za následek sloučení moonlet-moonlet, vyvržení moonletů ze zemské orbity nebo padání moonletů na Zemi. Nakonec se Dr. Malamud a jeho kolegové rozhodli prozkoumat tuto poslední možnost, protože to vědci dosud prozkoumali. Navíc by tato možnost mohla mít drastický dopad na geologickou historii a vývoj Země. Jak uvedl Malamud do časopisu Space Magazine e-mailem:
"Při současném chápání formování planety byly pozdní fáze růstu pozemské planety mnoha obřími srážkami mezi planetárními embryi." Takové srážky vytvářejí významné zbytky disků, které se zase mohou stát měsíci. Jak jsme navrhli a zdůraznili v tomto a našich předchozích dokumentech, vzhledem k míře takových kolizí a vývoji měsíců - existence více měsíců a jejich vzájemné interakce povedou k měsíčnímu úderu. Je to neodmyslitelná, nevyhnutelná součást současné teorie formování planety. “
Protože však Země je geologicky aktivní planeta a její hustá atmosféra vede k přirozenému zvětrávání a erozi, povrch se časem drasticky mění. Proto je vždy obtížné určit účinky událostí, které se odehrály v nejranějších obdobích Země - tj. Hadean Eon, který začal před 4,6 miliardami let vytvořením Země a skončil před 4 miliardami let.
Aby bylo možné otestovat, zda během tohoto Eonu mohlo dojít k vícenásobným nárazům, což vedlo k tomu, že měsíce dopadly na Zemi, provedl tým řadu simulací hydrodynamických hladkých částic (SPH). Uvažovali také o rozsahu hmotností měsíčních hvězd, úhlů kolize a počátečních rotací proto-Země. V zásadě, pokud by v minulosti Měsíce padly na Zemi, změnilo by to rychlost rotace proto-Země, což by mělo za následek její současnou hvězdnou rotaci 23 hodin, 56 minut a 4,1 sekundy.
Nakonec našli důkaz, že i když přímé dopady velkých objektů nebyly pravděpodobné, mohlo dojít k řadě pastevních přílivových srážek. To by způsobilo, že by materiál a trosky byly hozeny do atmosféry, která by vytvořila malé měsíční kříže, které by potom vzájemně reagovaly. Jak vysvětlil Malamud:
„Naše výsledky však ukazují, že v případě měsíčního svitu není distribuce materiálu z měsíčního svitu dokonce ani na Zemi, a proto takové srážky mohou vést k asymetrickým a nehomogenním složením. Jak jsme diskutovali v tomto článku, existují ve skutečnosti možné důkazy pro tento případ - Moonfalls může potenciálně vysvětlit izotopové heterogenity ve vysoce siderofilních prvcích v pozemských horninách. V zásadě mohou měsíční srážky také vytvářet na Zemi rozsáhlou strukturu a my jsme spekulovali, že takový účinek mohl přispět k vytvoření nejranějšího kontinentu Země. Tento aspekt je však spekulativnější a je obtížné jej přímo potvrdit vzhledem k geologickému vývoji Země od té doby. “
Tato studie účinně rozšiřuje současnou a široce populární hypotézu obřího dopadu. V souladu s touto teorií vznikl Měsíc během prvních 10 až 100 milionů let sluneční soustavy, kdy se stále formovaly pozemské planety. V posledních fázích tohoto období se předpokládá, že tyto planety (Merkur, Venuše, Země a Mars) rostly hlavně vlivy velkých planetárních embryí.
Od té doby se věří, že se Měsíc vyvinul v důsledku vzájemných přílivů Země a Měsíce a migroval ven na své současné místo, odkud byl dodnes. Toto paradigma však nezohledňuje dopady, které nastaly před příchodem Theie a formování jediného satelitu Země. V důsledku toho Dr. Malamud a jeho kolegové tvrdí, že je odpojen od širšího obrazu formace pozemské planety.
Když vědec vezme v úvahu možné srážky, které předcházejí vzniku Měsíce, mohl by mít ucelenější obraz o vývoji Země i Měsíce v průběhu času. Tato zjištění by mohla mít také důsledky, pokud jde o studium dalších Slunečních planet a měsíců. Jak naznačil Dr. Malamud, existuje již přesvědčivý důkaz, že kolize ve velkém měřítku ovlivnily vývoj planet a měsíců.
"Na jiných planetách vidíme důkazy o velmi velkých dopadech, které vyvolaly topografické rysy planety v měřítku, jako je tzv. Marsova dichotomie a možná dichotomie Charonova povrchu," řekl. „Ty musely vycházet z dopadů ve velkém měřítku, ale dost malé, aby vytvořily sub-globální planetární rysy. Moonfalls jsou přirozenými progenitory takových dopadů, ale nelze vyloučit některé další velké dopady asteroidů, které by mohly mít podobné účinky. “
Existuje také možnost, že k takovým srážkám dojde ve vzdálené budoucnosti. Podle současných odhadů jeho migrace se Mars Moon Moon Phobos nakonec dostane na povrch planety. I když ve srovnání s dopady, které by vytvořily Měsíce a Měsíc kolem Země, byly malé, tato konečná srážka je přímým důkazem toho, že k měsíčnímu pádu došlo v minulosti a bude opět v budoucnu.
Stručně řečeno, historie rané sluneční soustavy byla násilná a kataklyzmatická, s velkým množstvím stvoření vyplývajícím ze silných srážek. Získáním úplnějšího obrazu o tom, jak tyto dopadové události ovlivnily vývoj pozemských planet, můžeme získat nový vhled do toho, jak se formovaly život nesoucí planety. To by nám zase mohlo pomoci vystopovat takové planety v extra solárních systémech.
