Je Luna nastala samo v petih urah?

Če bi lahko zavrteli čas približno 4,5 milijarde let nazaj, bi bilo osončje precej drugačno od današnjega.

Bilo je še mlado, v njem pa je prihajalo do številnih trkov nastajajočih planetov in drugih nebesnih teles.

V enem takšnih trčenj naj bi ob takrat mladi Zemlji nastala tudi njena današnja spremljevalka – Luna.

V znanstvenem svetu je namreč že nekaj časa prevladujoča teorija, da je pred približno 4,5 milijarde let v mlado Zemljo trčil protoplanet velikosti Marsa, ki so ga znanstveniki poimenovali Teja (oziroma Theia).

Trk je bil tako silovit, da je Tejo večinoma uničil, hkrati pa je v vesolje izstrelil ogromno materiala.

Toda natančen potek tega procesa še vedno ni povsem pojasnjen.

Dolgo je prevladovala predstava, da je silovit trk v vesolje izstrelil ogromno količino raztaljenih in zdrobljenih kamnin. Okoli Zemlje je nastal disk razbitin, iz katerega se je nato postopoma sestavila Luna.

Znanstveniki že desetletja izdelujejo računalniške simulacije trka, s katerimi poskušajo ugotoviti, kako se je Luna po njem oblikovala.

Nova raziskava, objavljena 1. septembra v znanstveni reviji The Astrophysical Journal Letters, pa kaže na precej bolj dramatično možnost: Luna bi lahko po trku nastala skoraj v celoti – v vsega približno petih urah.

Simulacije, ki so jih opravili znanstveniki ameriškega Southwest Research Institute (SwRI) in univerze v Arizoni, so namreč pokazale, da je takšen scenarij mogoč.

Ključnega pomena je, kako vroči sta bili Zemlja in Teja ob trčenju

Možnost tako hitrega nastanka skoraj celovite Lune so sicer pokazale že nekatere prejšnje simulacije.

Novost raziskave pa je predvsem ugotovitev, da lahko pri tem odločilno vlogo igrata temperatura in trdnost trkajočih se teles.

Pri prejšnjih simulacijah so znanstveniki pogosto predpostavljali, da pri tako silovitih dogodkih ti dve komponenti nista posebej pomembni.

Energije, ki se sproščajo pri takšnih trkih, so namreč tako velike, da so planetarna telesa v modelih pogosto obravnavali skoraj kot tekočine.

Ameriški raziskovalci so zato v simulacije vključili tudi temperaturo mlade Zemlje in Teje ter trdnost materiala, iz katerega sta bili sestavljeni.

In izkazalo se je, da je temperatura obeh teles v času trka lahko ključnega pomena.

Če sta bili Zemlja in Teja ob trku zelo vroči, je bil njun material mehansko šibkejši in trčenje lahko Tejo popolnoma razbije. Okoli Zemlje nato nastane velik disk razbitin, iz katerega se sčasoma sestavi Luna.

Če pa sta bili telesi hladnejši in zato mehansko trdnejši, so nekatere simulacije pokazale nekaj povsem drugega.

Velik del materiala se lahko po trku ohrani skupaj in konča v orbiti okoli Zemlje kot že skoraj izoblikovana Luna. V eni od takšnih simulacij se je praktično cela Luna pojavila že v približno petih urah po trku.

Razliko v prejšnjih in novi simulaciji prikazuje spodnji posnetek.

"Nismo bili prepričani, ali bo to pri Luni sploh pomembno. Ko smo izvedli simulacije, smo ugotovili, da je pomembno precej bolj, kot smo pričakovali," je rezultate pojasnila glavna avtorica raziskave Adeene Denton s Southwest Research Institute.

A znanstveniki pri tem poudarjajo, da njihova raziskava ne dokazuje, da je naša Luna dejansko nastala v petih urah.

Gre namreč za računalniške simulacije, ki kažejo, da lahko ob določenih začetnih pogojih velikanski trk ustvari skoraj nedotaknjeno Luno že v nekaj urah.

Pri drugačnih temperaturah in fizikalnih lastnostih teles pa isti tip trka še vedno lahko povzroči disk razbitin, iz katerega Luna nastaja bolj postopoma.

Velika uganka ostaja

Način, kako je Luna nastala, bi lahko vseboval tudi namig o tem, kdaj v zgodovini mladega osončja je prišlo do velikega trka. Mladi planeti so bili namreč sprva zelo vroči, nato pa so se sčasoma ohlajali.

Nova simulacija pa ne rešuje ene največjih težav teorije o velikem trku.

Če je velik del materiala za Luno prispeval drug planet, zakaj sta si Zemlja in Luna po kemični oziroma izotopski sestavi tako presenetljivo podobni?

Ena od možnih razlag je, da sta mlada Zemlja in Teja nastali v podobnem delu diska plina in prahu, iz katerega so se oblikovali planeti osončja, zato sta bili že od začetka sestavljeni iz podobnega materiala.

Adeene Denton je njuno podobnost ponazorila s preprosto primerjavo.

Zemlja in Mars sta po njenih besedah nekakšna sorojenca, medtem ko sta Zemlja in Luna bolj podobni dvojajčnima dvojčkoma.

Toda tudi nova raziskava dokončnega odgovora na vprašanje, kako natančno je nastala Luna, ne daje.

Kaže pa, da je bilo Lunino "rojstvo" morda precej drugačno od dolgo prevladujoče predstave. Namesto da bi se Luna postopoma sestavila iz diska razbitin okoli Zemlje, bi lahko po velikanskem trku skoraj v celoti nastala že v nekaj urah.