Силното, изпаряващо въздействие може да обясни мистериозния наклон на Луната
Мистериозният наклон на орбитата на Луната може да дойде от ъглов, гигантски удар, който изпари по -голямата част от ранната Земя, създавайки Луната в процеса, установява ново проучване.
Земята и другите големи планети от Слънчевата система следват орбити около Слънцето, които лежат предимно в тънка, плоска зона, определена от екватора на Слънцето. Това е вероятно, защото тези светове са възникнали от протопланетен диск с газ и прах, обграждащ средната част на слънцето.
Странното е, че орбитата на Луната е леко наклонена в сравнение с орбитата на Земята около Слънцето, с около 5 градуса. Досега учените не можеха да примирят наклона на Луната с водещата теория за това как се е образувала Луната. [ Ето как е направена Луната (видео) ]
Предишни изследвания показват, че през първите дни на формирането на планетата новородената Земя е пасела скала с размер на Марс, наречена Тея (кръстена на майката на Луната в древногръцката митология). Отломките от удара по -късно помогнаха за образуването на Луната.
Тази гипотеза за гигантско въздействие изглежда обяснява много подробности за Луната и Земята, като големият размер на Луната в сравнение със Земята и скоростта на въртене на двете тела. Въпреки това, през последните 15 години, нови доказателства призоваха учените да преработят детайлите на този сценарий.
През 2001 г. учените започнаха да откриват, че земните и лунните скали имат повече общо от очакваното: Земята и Луната притежават изключително сходни нива на много изотопи . (Изотопите са версии на един и същ елемент с различен брой неутрони.)
Предишната работа предполага, че планетарните тела, които са се образували в различни части на Слънчевата система, обикновено имат различен изотопен състав. Изотопните прилики на Земята и Луната хвърлят хипотезата за гигантското въздействие в криза, тъй като предишните компютърни симулации на сблъсъка предвиждат, че 60 до 80 процента от материала, който се е слял, за да образува Луната, идва от Тея, а не от Земята. Вероятността Тея да има почти същия изотопен състав като Земята изглежда малко вероятна.
Последната версия на хипотезата за гигантското въздействие се стреми да разреши тази криза, като предполага, че извънредно високоенергийно въздействие е създало Луната-една толкова силна, че е изпарила не само Тея, но и по-голямата част от Земята, до мантийната област на младата планета ( слоя точно над ядрото). Тогава тази гъста пара образува облак, над 500 пъти по -голям от днешната Земя. Голяма част от този материал би паднал обратно на Земята, когато се охлади, но някои отломки щяха да образуват Луната. Предишни изследвания показват, че материалът от Земята и Тея би се смесил заедно в облака, което помага да се обясни защо Земята и Луната имат сходни изотопни състави.
Една особеност на този нов модел е, че Земята се въртеше много бързо след удара, като отнемаше може би само 2 до 3 часа, за да завърши един ден. Предишната работа предполага, че в продължение на милиарди години гравитационните взаимодействия между Земята и Луната забавят и скоростта им на въртене, помагайки да се обясни защо на Земята са необходими около 24 часа, за да завърши един ден.
Досега обаче този нов модел не можеше да обясни странния наклон на орбитата на Луната.
„Наклонът на орбитата на Луната е основен нерешен проблем със системата Земя-Луна“, казва Сара Стюарт, планетарен учен от Калифорнийския университет, Дейвис и старши автор на новото изследване. „С гигантско въздействие луната се образува от диск около лунния екватор и въпреки че динамичното развитие на системата е сложно, ако Луната е започнала близо до екватора на Земята, очакваме тя да остане близо до екватора на Земята се отдалечава от Земята с течение на времето-но вместо това виждаме този 5-градусов наклон “, каза тя пред guesswhozoo.com.
Сега Стюарт и нейните колеги предполагат, че отговорът може да е, че гигантското въздействие, което създаде Луната, удари Земята под силно наклонен или наклонен ъгъл. [Как еволюира Луната: Снимка на времевата линия]
„Това, което е красиво в тази работа, е, че можем да завършим с настоящото състояние на Луната - нейната орбита, нейната химия - само с една стъпка, без да се позоваваме на друго събитие“, каза Стюарт. 'Ние не се позоваваме на последователност от събития, които трябва да бъдат точно подходящи, за да обяснят текущото състояние на Луната.'
Сценарият, който изследователите моделират, включва сложен танц сред Земята, Луната и Слънцето. Започва с гигантското въздействие, образувало Луната. Този сблъсък накара Земята да се върти много бързо, до такава степен, че формата й се смачка с диаметър на екватора си два пъти по -голям от диаметъра му от полюс до полюс. Ударът също наклони Земята, така че нейната ос на въртене беше силно наклонена в сравнение със оста на въртене на Слънцето с около 70 градуса.
Тъй като Луната бавно се отдалечава от Земята с течение на времето и двете им скорости на въртене се забавят, Луната достига точка, наречена „преход на равнината на Лаплас“, където влиянието на Земята върху Луната става по -малко важно от гравитационните сили на Слънцето. Това накара слънцето да забави скоростта на въртене на Земята, обясниха изследователите.
Процесът на преминаване на Луната през прехода на равнината на Лаплас наклони Земята, така че оста й на въртене беше по -изправена, приблизително до сегашния й наклон от 23,5 градуса в сравнение със оста на въртене на слънцето. Това от своя страна доведе Луната до орбита около Земята под висок ъгъл от около 30 градуса, каза Стюарт.
Тъй като Луната продължи да се отдалечава бавно от Земята, тя достигна друг етап, „преходът на състоянието на Касини“, при който гравитационното привличане на Земята повлия на ъгъла на Луната, казват изследователите.
„Тъй като Земята е наклонена, гравитационните сили между Земята и Луната не са равни на полюсите и екватора“, каза Стюарт. 'Нетният ефект от това е да се намали наклона на орбитата на Луната до сегашните й 5 градуса.'
Вероятността ранната Земя да е била засегната с правилните свойства, които да обясняват сегашния наклон на орбитата на Луната „е нещо като 30 процента“, каза Стюарт. - Това е доста вероятно.
Бъдещите изследвания ще установят дали подобно въздействие може да помогне да се обясни настоящата химия на Луната и Земята, каза Стюарт.
Учените подробно описаха своите открития онлайн 31 октомври в списание Nature.
Следвайте Чарлз К. Чой в Twitter @cqchoi . Последвай ни @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинална статия на guesswhozoo.com .
