Η βίαιη προέλευση της Σελήνης

 Οι αστροναύτες των αποστολών Apollo μετέφεραν 380 κιλά βράχων από τη Σελήνη στη Γη. 
Αυτά τα πολύτιμα δείγματα έχουν αποκαλύψει πολλά για το παρελθόν της Σελήνης.

Πολύ πριν οι πρόγονοι μας διαπίστωσαν ότι «τα περιπλανώμενα αστέρια» ήταν στην πραγματικότητα πλανήτες που μοιράζονταν το ηλιακό σύστημα με τη Γη. Αναγνώρισαν ότι η Σελήνη ήταν ένα είδος αδελφού του πλανήτη μας. Και σίγουρα ένα από τα πρώτα μεγάλα ερωτήματα που τέθηκαν ήταν: Πώς έγινε η Σελήνη;

Πριν από πενήντα χρόνια, οι άνθρωπος έκανε ένα από τα μεγαλύτερα κατορθώματα της εξερεύνησης όταν πάτησε το πόδι του στη Σελήνη. Το πρόγραμμα Apollo αναγνωρίστηκε ως ένας πολιτικός και τεχνολογικός θρίαμβος των ΗΠΑ. Όμως το επιστημονικό απροσδόκητο της μεταφοράς από τους Αστροναύτες του Απόλλωνα των πολύτιμων σεληνιακών δειγμάτων εκτιμάται ευρέως ευνοϊκά. Αυτά τα κειμήλια έχουν τελικά αποδειχθεί ζωτικής σημασίας για την απάντηση στο παλιό ερώτημα για το πώς σχηματίστηκε η Σελήνη.

Ο Χάρισον Σμιτ συλλέγει σεληνιακά δείγματα από την επιφάνεια της Σελήνης κατά τη διάρκεια του Απόλλωνα 17 χρησιμοποιώντας μια εξειδικευμένη σέσουλα. Σημειώστε πόσο βρώμικη είναι η στολή του Σμιτ, χάρη στη συνεκτική φύση του σεληνιακού regolith (ρηγόλιθος ένα  παχύ στρώμα λεπτής σκόνης βάθους 2-20 m). NASA

Τα βράχια του Απόλλωνα αποκαλύπτουν το παρελθόν της Σελήνης

Ο πλανήτης μας έχει διαγράψει σε μεγάλο βαθμό την ιστορία του αρχαίου παρελθόντος, χάρη σε μια συνεχή αναμόρφωση της επιφάνειας του μέσω της γεωλογικής δραστηριότητας. Όμως η Σελήνη είναι ουσιαστικά αδρανής, οπότε η επιφάνεια της με τους πάρα πολλούς κρατήρες, διατηρεί ένα αρχείο γεγονότων του ηλιακού συστήματος που πηγαίνει πίσω δισεκατομμύρια χρόνια. Έτσι, η Σελήνη ανοίγει ένα παράθυρο στην αρχέγονη ιστορία του πλανήτη μας.

Τα σεληνιακά δείγματα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των αποστολών του Απόλλωνα, όπως αυτά που βλέπουμε εδώ, βοηθούν στην αποκάλυψη της μυστηριώδους προέλευσης της Σελήνης. Οι μικροί κύβοι έχουν μήκος 0,4 ίντσες (1 cm) στη μια πλευρά και περιλαμβάνονται σε κλίμακα. NASA /David Kring

Αλλά θα μπορούσε μια μεγάλη σύγκρουση να παράγει πραγματικά τη Σελήνη; Η απάντηση σε αυτή την ερώτηση δεν ήταν προφανής τότε. Από τη βασική φυσική, οι επιστήμονες ήξεραν ότι τα θραύσματα που εκτοξεύθηκαν από έναν σφαιρικό πλανήτη πρέπει είτε να διαφύγουν εξ ολοκλήρου στο διάστημα είτε να πέσουν πίσω στην επιφάνεια του πλανήτη. Το εκτοξευόμενο υλικό δεν πρέπει απλά να εισέλθει σε μια σταθερή τροχιά γύρω από τον πλανήτη. Ωστόσο, μια αρκετά μεγάλη σύγκρουση - από ένα σώμα περίπου στο μέγεθος του ίδιου του στόχου - στρεβλώνει το σχήμα του επιτιθέμενου πλανήτη, αλλάζοντας τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις του με το εκτώξευμα.  

Ένας από τους κύριους στόχους του προγράμματος Apollo ήταν να διακρίνει μεταξύ των τότε κορυφαίων θεωριών για το πώς σχηματίστηκε η Σελήνη: σύλληψη, συν-σχηματισμός και σχάση. Η θεωρία της σύλληψης θεωρούσε τη Σελήνη σχηματιζόμενη ανεξάρτητα από τη Γη, για να συλληφθεί αργότερα από την βαρύτητα του πλανήτη μας κατά τη διάρκεια μιας τυχαίας κοντινής πτήσης. Η θεωρία του συν-σχηματισμού, ωστόσο, οραματίστηκε ότι η Σελήνη αναπτύχθηκε παράλληλα με τη Γη, με το ζεύγος να συσσωρεύει μάζα από την ίδια πηγή υλικού. Το τρίτο μοντέλο, η σχάση, πρότεινε την αρχαία Γη να περιστρέφεται τόσο γρήγορα που έγινε ασταθής, αναπτύσσοντας ένα φουσκωτό μεσαίο τμήμα και ρίχνοντας υλικό από τον ισημερινό της που τελικά έγινε η Σελήνη.

Η κρυμμένη μνήμη των Σεληνιακών δειγμάτων και δεδομένων του Απόλλωνα έβαλε τους ερευνητές να ψάξουν για νέες ενδείξεις και περιορισμούς για αυτά τα τρία μοντέλα. Για παράδειγμα, η μέτρηση της ηλικίας των παλαιότερων δειγμάτων του Apollo έδειξε ότι η Σελήνη πρέπει να έχει σχηματιστεί πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, μόνο 60 εκατομμύρια χρόνια περίπου, όταν συμπυκνώθηκαν οι πρώτοι κόκκοι στο ηλιακό μας σύστημα. Αυτό σημαίνει ότι η Σελήνη σχηματίστηκε κατά την ίδια πρώιμη εποχή με τη γέννηση των πλανητών.

Σύμφωνα με την Υπόθεση Giant Impact, ένα μεγάλο σώμα στο μεγέθος του Άρη, που ονομάζεται Θεία, χτύπησε στη Γη, δημιουργώντας γύρω έναν δίσκο από συντρίμμια που τελικά δημιούργησαν τη Σελήνη, όπως φαίνεται σε αυτή την απλοποιημένη γραφική παράσταση. Αστρονομία : Roen Kelly, μετά το Lucy Reading-Ikkanda / περιοδικό Quanta

Από τις απομακρυσμένες μετρήσεις της μάζας και της ακτίνας της Σελήνης, οι ερευνητές γνωρίζουν επίσης ότι η πυκνότητα της είναι ανώμαλα χαμηλή, δείχνοντας ότι στερείται σιδήρου. Ενώ περίπου το 30% της μάζας της Γης είναι παγιδευμένη στον πλούσιο σε σίδηρο πυρήνα της, ο πυρήνας της Σελήνης αντιπροσωπεύει μόνο ένα μικρό ποσοστό της συνολικής μάζας της. Παρά τη σημαντική αυτή διαφορά στον σίδηρο, τα δείγματα του Apollo αργότερα αποκάλυψαν ότι οι βράχοι του μανδύα της Σελήνη και της Γης έχουν αξιοσημείωτα παρόμοιες συγκεντρώσεις οξυγόνου.

Και επειδή αυτά τα σεληνιακά και γήινα πετρώματα διαφέρουν σημαντικά από τους μετεωρίτες που προέρχονται από τον Άρη ή τη ζώνη των αστεροειδών, δείχνει ότι το φεγγάρι και ο μανδύας της Γης μοιράζονται μια προηγούμενη σύνδεση. Επιπλέον, σε σύγκριση με τη Γη, στα σεληνιακά πετρώματα εξαντλήθηκαν στα λεγόμενα πτητικά στοιχεία - εκείνα που εξατμίζονται εύκολα κατά τη θέρμανση - που υποδηλώνει ότι η Σελήνη σχηματίστηκε σε υψηλές θερμοκρασίες.

Τέλος, οι ερευνητές γνωρίζουν ότι οι παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις αναγκάζουν τη Σελήνη με την πάροδο του χρόνου να κινείται σπειροειδώς προς τα έξω, γεγονός που με τη σειρά του προκάλεσε τη Γη να γυρίζει πιο αργά. Αυτό σημαίνει ότι η Σελήνη σχηματίστηκε πολύ πιο κοντά στη Γη από ό, τι είναι τώρα. Ακριβείς μετρήσεις της θέσης της Σελήνης χρησιμοποιώντας τους επιφανειακούς ανακλαστήρες που τοποθετήθηκαν κατά τη διάρκεια του προγράμματος Apollo το επιβεβαίωσαν στη συνέχεια, επαληθεύοντας ότι η τροχιά της Σελήνης επεκτείνεται κατά περίπου 3,8 εκατοστά κάθε χρόνο.

Υπόθεση Giant Impact (Γιγαντιαίας Σύγκρουσης)

Καθώς δεν είναι ασυνήθιστο στην επιστήμη, τα δεδομένα του Apollo, τα οποία αρχικά προορίζονταν να ελέγξουν τις υπάρχουσες θεωρίες, αντ’ αυτού ενέπνευσαν μια  νέα. Στα μέσα της δεκαετίας του 1970, οι ερευνητές πρότειναν την Υπόθεση Giant Impact. Το νέο σενάριο αντιλήφθηκε ότι στο τέλος του σχηματισμού της, η Γη συγκρούστηκε με ένα άλλο σώμα μεγέθους πλανήτη. Αυτό δημιούργησε πολλά θραύσματα στην τροχιά της Γης, τα οποία με τη σειρά τους συνενώθηκαν στην Σελήνη. Ο πλανήτης της σύγκρουσης αργότερα θα ονομαζόταν Θεία, προς τιμήν της ελληνικής θεάς που ήταν η μητέρα της Σελήνης.

Η νέα θεωρία της σύγκρουσης φαίνεται να συμβιβάζει πολλαπλές ενδείξεις. Αν το υλικό που σχημάτιζε τη Σελήνη προέρχεται από τα εξωτερικά στρώματα της Γης και της Θείας, και όχι από τους πυρήνες τους, φυσικό αποτέλεσμα ήταν ότι θα πρόκυπτε ένα  φεγγάρι φτωχό σε σίδερο όπως παρατηρούμε. Μια γιγαντιαία κρούση που έπληξε τη Γη λοξά θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στην ταχεία αρχική περιστροφή της Γης. Τελικά, η τεράστια ενέργεια που απελευθερώθηκε κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας πρόσκρουσης θα εξάτμιζε ένα σημαντικό τμήμα του υλικού που εκτοξεύτηκε, γεγονός που αντικατοπτρίζει την έλλειψη πτητικών υλικών στη Σελήνη.

Η επιστημονική κοινότητα ήταν αρχικά σκεπτική σε αυτό το νέο μοντέλο. Η υπόθεση της σύγκρουσης χαρακτηρίστηκε ως μια επινοημένη, αναγκαστική λύση που μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα εξαιρετικά απίθανο γεγονός. Παράλληλα όμως, οι εργασίες στα ανταγωνιστικά μοντέλα αποδεικνύονταν ολοένα και πιο απογοητευτικές.

Η απόσβεση της ενέργειας που χρειάστηκε για να συλληφθεί το φεγγάρι άθικτο κατά τη διάρκεια μιας κοντινής πτήσης φαινόταν απίθανη, αν όχι αδύνατη. Τα μοντέλα του συν-σχηματισμού της Σελήνης μαζί με τη Γη αγωνίστηκαν για να εξηγήσουν γιατί η Σελήνη είχε μια εντελώς διαφορετική αναλογία σιδήρου. Επιπλέον, η τρέχουσα γωνιακή ορμή του συστήματος Γης-Σελήνης είναι πολύ χαμηλή για να εξηγηθεί από μια περιστροφικά ασταθή Γη που πέταξε αρκετό υλικό για να σχηματίσει τη Σελήνη. Παρόλο που οι ερευνητές έκαναν λίγο ποσοτικό έργο στο μοντέλο της γιγαντιαίας σύγκρουσης, εμφανίστηκε τελικά ως η πιο ελπιδοφόρα θεωρία κατά τη διάρκεια της διάσκεψης για τη σεληνιακή προέλευση στα μέσα της δεκαετίας του 1980, κυρίως λόγω των αδυναμιών των ανταγωνιστικών θεωριών.

Επιπλέον, οι ερευνητές γνώριζαν ότι το μερικώς εξατμισμένο υλικό μπορεί να επιταχυνθεί με τη βοήθεια της διαφυγής αερίου, η οποία αλλάζει την τροχιά του υλικού. Ωστόσο, η εκτίμηση των επιπτώσεων αυτού του σεναρίου απαιτούσε μια νέα γενιά προσομοιώσεων υπολογιστών σε μια κλίμακα που δεν είχε διαμορφωθεί ποτέ πριν. Με την τότε διαθέσιμη τεχνολογία, τέτοιες προσομοιώσεις ήταν εξαιρετικά δύσκολες, όμως οι ερευνητές έδειξαν τελικά ότι οι γιγαντιαίες συγκρούσεις θα μπορούσαν να παράγουν περιφερόμενο υλικό που θα μπορούσε να συγκεντρωθεί σε Σελήνη.

Χάρη στις τεράστιες υπολογιστικές βελτιώσεις, οι ερευνητές είχαν εντοπίσει στις αρχές της δεκαετίας του 2000 τι θα γίνει αργότερα γνωστή ως η «κανονική» θεωρία των συγκρούσεων: πρόσκρουση χαμηλής ταχύτητας σε γωνία περίπου 45 μοιρών από την Θεία, η οποία είχε μάζα παρόμοια με εκείνη του Άρη . Μια τέτοια πρόσκρουση θα παρήγαγε έναν δίσκο φτωχό σε σίδηρο, υλικό αρκετά μαζικό για να σχηματίσει τη Σελήνη, ενώ ταυτόχρονα θα οδηγούσε σε μια πεντάωρη ημέρα για τη Γη. Στη συνέχεια, στα δισεκατομμύρια χρόνια, οι παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις μετακίνησαν τη γωνιακή ορμή προς τη Σελήνης, η οποία ώθησε σταδιακά τη Σελήνη προς τα έξω και επιβράδυνε την περιστροφή της Γης. Αυτό ταιριάζει τόσο με την τρέχουσα 24ωρη ημέρα της Γης, όσο και με την παρούσα τροχιακή απόσταση της Σελήνης.

Παρατεταμένες ερωτήσεις

Αν η Σελήνη ήταν σαν άλλα αστρονομικά σώματα, για τα οποία έχουμε συνήθως μόνο απομακρυσμένες παρατηρήσεις, σε αυτό το σημείο θα μπορούσαμε πιθανώς να διασαφηνίσουμε την ιστορία καταγωγής της Σελήνης. Σε αυτή την περίπτωση, όμως, έχουμε φυσικά δείγματα από τη Σελήνη και τη Γη που μπορούμε να συγκρίνουμε. Η εξήγηση της χημικής σχέσης των δειγμάτων αυτών έχει αποδειχθεί ότι είναι η μεγαλύτερη πρόκληση για την Υπόθεση της Γιγαντιαίας Σύγκρουσης, που εμπνέει μια αναταραχή στην εργασία κατά την τελευταία δεκαετία που ερευνά πώς ακριβώς έγινε η Σελήνη.

Το αίνιγμα είναι το εξής: Στις περισσότερες γιγαντιαίες συγκρούσεις, που σχηματίζουν δίσκους, όπως αυτές που περιεγράφηκαν παραπάνω, είναι κυρίως υλικό από τα εξωτερικά στρώματα της Θείας που εισήλθαν στην τροχιά της Γης. Αλλά δεν μπορούμε να γνωρίζουμε με βεβαιότητα ποια ήταν η σύνθεση της Θείας όταν έπληξε τη Γη. Αν η Θεία, όπως ο Άρης ή οι αστεροειδείς της βασικής ζώνης, σχηματίστηκαν από διαφορετικό υλικό από τη Γη, τότε τα θραύσματα που προέρχονται από τη Θεία θα πρέπει να έχουν διαφορετική σύνθεση από τον πλανήτη μας.

Αντ’ αυτού, τα δεδομένα που προέρχονται από σεληνιακά δείγματα του Apollo δείχνουν όλο και περισσότερο ότι η Σελήνη και η Γη είναι σχεδόν δεν ξεχωρίζουν χημικά, όχι μόνο στο οξυγόνο, αλλά και σε πολλά άλλα στοιχεία. Έχουν παρόμοια ισότοπα, ή παραλλαγές, των ίδιων στοιχείων. Η επίλυση αυτής της ισοτοπικής κρίσης απαιτεί να εξηγηθεί πώς η σύγκρουση δύο ανεξάρτητα σχηματισμένων πλανητών, καθένα με τη δική του ξεχωριστή ιστορία και σύνθεση, θα μπορούσε να έχει παραγάγει δύο τέτοιους μη διαχωρίσιμους απογόνους.  

Μια εφικτή εξήγηση είναι ότι η Θεία είχε μια γήινη σύνθεση, ίσως λόγω των δύο σωμάτων που σχηματίστηκαν από κοινό υλικό σε παρόμοια απόσταση από τον Ήλιο. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν ενδείξεις ότι τα σώματα που συγκρούστηκαν και έδωσαν το τελικό 40% της μάζας της Γης είχαν όλα την ίδια σύνθεση, υποδεικνύοντας ότι σχηματίστηκαν από το ίδιο υλικό. Ωστόσο, νέες αναλύσεις σεληνιακών δειγμάτων υπογραμμίζουν μια ομοιότητα μεταξύ της Γης και της Σελήνης, η οποία δεν συσχετίζεται ακριβώς και περιλαμβάνει το στοιχείο του βολφραμίου.

Το βολφράμιο (W) είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την κατανόηση της προέλευσης του πλανήτη για δύο λόγους: Έχει την τάση να ενσωματώνεται στον μεταλλικό πυρήνα ενός πλανήτη καθώς σχηματίζεται και ένα ισότοπο ή παράγωγο του βολφραμίου που παράχθηκε μέσω της ραδιενεργού αποσύνθεσης του στοιχείου αφνίου (Hf), μόνο κατά τα πρώτα περίπου 60 εκατομμύρια χρόνια της ιστορίας του ηλιακού συστήματος. Σε αντίθεση με το βολφράμιο, το άφνιο γενικά δεν ενσωματώνεται στον πυρήνα ενός πλανήτη και αντίθετα παραμένει μέσα στο μανδύα του. Υποθέτοντας ότι ο πυρήνας ενός πλανήτη σχηματίστηκε στα πρώτα 60 εκατομμύρια χρόνια -όπως πιθανότατα ισχύει τόσο για τη Θεία όσο και για τη Γη- η αφθονία του αφνίου και επομένως το ιδιαίτερο ισότοπο του βολφραμίου που παράγεται στο μανδύα του είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στο χρόνο του  σχηματισμού του πυρήνα. Με άλλα λόγια, ακόμα κι αν η Θεία είχε γήινη μορφή με στοιχεία όπως το οξυγόνο, λόγω του σχηματισμού της κοντά στη Γη, μια πρόσθετη σύμπτωση στο χρονοδιάγραμμα του σχηματισμού τους θα χρειαζόταν για την παραγωγή του παρατηρούμενου βολφραμίου Γης-Σελήνης. Οι τρέχουσες εκτιμήσεις δείχνουν ότι μια τέτοια σύμπτωση θα ήταν εξαιρετικά απίθανη.

Ένα εναλλακτικό σενάριο προβλέπει ότι η γιγαντιαία πρόσκρουση δημιούργησε ένα δίσκο σχηματισμού φεγγαριών που ήταν αρχικά χημικώς διαφορετικός από τη Γη. Στη συνέχεια, εξατμισμένα τμήματα της Γης αναμείχθηκαν με ατμούς του δίσκο, εξισώνοντας τις συνθέσεις τους. Σε αυτό το μοντέλο εξισορρόπησης, η ανάμιξη υλικού ουσιαστικά έσβησε τη χημική υπογραφή της Θείας στο δίσκο που σχηματίζει τη Σελήνη.

Η εξισορρόπηση είναι μια ελκυστική διαδικασία επειδή θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί η Γη και η Σελήνη δείχνουν ομοιότητες σε πολλά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένου του βολφραμίου. Ωστόσο, αυτή η ανάμειξη πρέπει να έχει συμβεί γρήγορα, επειδή πιθανόν η Σελήνη χρειάστηκε μόνο μερικές εκατοντάδες χρόνια για να σχηματιστεί από το δίσκο. Αν η αποτελεσματική ανάμειξη πραγματοποιήθηκε σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα παραμένει αβέβαιο.

Παραλλαγές σε μια θεωρία

Το 2012, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια σημαντική ανακάλυψη. Έδειξαν ότι ορισμένες βαρυτικές αλληλεπιδράσεις με τον Ήλιο θα μπορούσαν να επιτρέψουν στη Γη να επιβραδύνει την περιστροφή της κατά έναν παράγοντα από δύο ή και περισσότερων μέσω της σιφωνισμού της γωνιακής ορμής της περιστροφή της Γης στην τροχιά της γύρω από τον Ήλιο. Εάν αυτό είναι δυνατό, σημαίνει ότι η ταχύτητα περιστροφής της Γης αμέσως μετά το σχηματισμό της Σελήνης θα μπορούσε να είναι ακόμη ταχύτερη από ό, τι είχε προηγουμένως υποτεθεί – κάνοντας μια περιστροφή περίπου μία φορά κάθε δύο ώρες αντί για κάθε πέντε ώρες. Αυτό θα έδειχνε ότι συνέβη μια ακόμη ισχυρότερη πρόσκρουση με την Θεία.

Οι ερευνητές πρότειναν μια ποικιλία προσκρούσεων υψηλής γωνιακής ορμής που θα μπορούσαν να παράγουν τέτοιας ταχύτητας περιστρεφόμενη Γη, συμπεριλαμβανομένων μερικών που οδηγούν σε δίσκο και πλανήτη με σχεδόν ίσα μείγματα υλικού τόσο από τη Θεία όσο και από την πρώιμη Γη. Η ακριβής επιβράδυνση που απαιτείται για να εξηγηθεί μια μεγαλύτερη επίδραση στην ενέργεια, ωστόσο, θα απαιτούσε μια στενή σειρά παραμέτρων που μέχρι στιγμής είναι ακόμη αβέβαιη. Αυτό καθιστά τη γενική πιθανότητα του σεναρίου ασαφής. 

Αλλά τι εάν η Σελήνη ήταν προϊόν πολλαπλών προσκρούσεων, και όχι μόνο μιας; Πρόσφατα εναλλακτικά μοντέλα θεωρούν ότι το φεγγάρι σχηματίστηκε μέσω δεκάδων μικρότερων προσκρούσεων με τη Γη, παρά με μια ενιαίο, γιγαντιαία πρόσκρουση. Σε αυτό το σενάριο, μια σχετικά μικρή πρόσκρουση δημιουργεί ένα "φεγγάρι" του οποίου η τροχιά στρέφεται προς τα έξω. Μια μεταγενέστερη κρούση παράγει ένα άλλο φεγγάρι και η μετανάστευσή του προς τα έξω θα μπορούσε να προκαλέσει τη συγχώνευσή του με το πρώτο. Ένα φεγγάρι πλήρους μεγέθους που δημιουργείται από πολλά μικρότερα σε σύγκρουση με μια σειρά συνθέσεων είναι πιο πιθανό να καταλήξει σε μια σύνθεση όπως Γη παρά μια Σελήνη που παράγεται από ένα ενιαίο κτύπημα. Ωστόσο, το πρόβλημα με αυτή τη θεωρία είναι ότι τα φεγγάρια που σχηματίζονται από διαφορετικές προσκρούσεις δεν συγχωνεύονται απαραίτητα. Αντ’ αυτού, είναι πιθανότερο ότι τέτοια φεγγάρια θα εκτοξευθούν από την τροχιά ή τελικά θα συγκρουστούν με τη Γη.

Μια τελευταία ερώτηση είναι εάν οι προσομοιώσεις σεληνιακής πρόσκρουσης έχουν εξετάσει όλες τις σημαντικές πτυχές μιας σύγκρουσης που σχηματίζει Σελήνη. Προηγούμενες μελέτες έχουν γενικά βρει παρόμοια αποτελέσματα ακόμα και όταν υιοθετούνται διαφορετικές συνθήκες και υπολογιστικές προσεγγίσεις. Ωστόσο, νέα έρευνα προτείνει ότι εάν ο μανδύας της Γης έλειωσε την εποχή του γιγαντιαίου κτυπήματος - λόγω θέρμανσης από μια πρόσφατη προηγούμενη πρόσκρουση - στη συνέχεια θα μπορούσε να εκτοξευθεί πολύ περισσότερο γήινο υλικό, οδηγώντας σε έναν δίσκο που μοιάζει περισσότερο με τη Γη, όμοια με ένα σενάριο γιγαντιαίας πρόσκρουσης. 

Πού πηγαίνουμε από εδώ;

Έτσι, βρίσκουμε τα μοντέλα προέλευσης της σελήνης σε ένα σταυροδρόμι. Από τη μία πλευρά, πολλές αβέβαιες πτυχές της Υπόθεσης Γιγαντιαίας Πρόσκρουσης έχουν επικυρωθεί. Τα σημερινά μοντέλα σχηματισμού πλανητών προβλέπουν ότι οι γιγάντιες προσκρούσεις ήταν συνηθισμένες στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα καθώς η Γη μεγάλωσε. Χιλιάδες ολοένα και πιο εξελιγμένες προσομοιώσεις έχουν καταδείξει ότι πολλά σενάρια γιγαντιαίων προσκρούσεων (αν όχι περισσότερες) θα παράγουν δίσκους και φεγγάρια. Η έλλειψη σιδήρου της Σελήνης, η οποία είναι δύσκολο να εξηγηθεί στα ανταγωνιστικά μοντέλα όπως η άθικτη σύλληψη, έχει φυσικά αποτελέσματα από την μεγάλη πρόσκρουση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το υλικό που συνενώθηκε στην Σελήνη προέρχεται από τους εξωτερικούς μανδύες των συγκρουόμενων σωμάτων και όχι από τους πυρήνες που είναι πλούσιοι σε σίδηρο.  

Ωστόσο, η εξήγηση άλλων χαρακτηριστικών εξακολουθεί να αποτελεί μια δύσκολη πρόκληση. Συγκεκριμένα, είναι δύσκολο να υπολογίσουμε τον συνεχώς αυξανόμενο κατάλογο των στοιχειωδών ομοιώσεων μεταξύ της Γης και της Σελήνης, όπως αποκαλύφθηκε από τα σεληνιακά δείγματα. Θα περίμενε κανείς ότι η σύγκρουση δύο πλανητών θα έχει αφήσει κάποιο ίχνος των συνθετικών διαφορών τους και παρόλα αυτά - τουλάχιστον με βάση τα τρέχοντα δεδομένα - τέτοιες διαφορές δεν είναι εμφανείς.

Οι ερευνητές πρότειναν πολλές νέες, δημιουργικές εξηγήσεις για το πώς μια πρόσκρουση (ή προσκρούσεις) θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει μια Σελήνη τόσο χημικά παρόμοια με τη Γη. Ωστόσο, οι νέες ιδέες επιβάλλουν πρόσθετους περιορισμούς. Έτσι, η θεωρία των προσκρούσεων εξακολουθεί να αρπάζει με το ερώτημα που αντιμετώπισε πριν από περίπου μισό αιώνα: Θα ήταν πιθανό ένα τέτοιο γεγονός ή έπρεπε η Σελήνη να είναι προϊόν ενός πολύ ασυνήθιστου γεγονότος; 

Η πρόοδος εξαρτάται από τις εξελίξεις σε διάφορα μέτωπα. Οι ερευνητές θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν μοντέλα επόμενης γενιάς για τη σύνδεση των ποικίλων σεναρίων προέλευσης για να προβλέψουν τις ιδιότητες της Σελήνης, οι οποίες στη συνέχεια θα δοκιμαστούν συγκρίνοντάς τις με τις παρατηρήσεις.

Ευτυχώς, οι ΗΠΑ και άλλες χώρες που διαχειρίζονται το διάστημα προγραμματίζουν τις επερχόμενες αποστολές της Σελήνης που στοχεύουν να παράσχουν κρίσιμους νέους περιορισμούς. Για παράδειγμα, τα νέα σεληνιακά δείγματα μπορούν να αποκαλύψουν πλήρως τη σύνθεση της Σελήνης σε βάθος. Οι βελτιωμένες μετρήσεις της σεληνιακής δραστηριότητας και της ροής θερμότητας μπορεί να περιορίσουν καλύτερα την εσωτερική σύνθεση της σελήνης και την αρχική θερμική κατάσταση.

Τελικά, θα συνεχίσουμε να ακολουθούμε την απάντηση για το πώς προήλθε η Σελήνη μας όχι μόνο για να κατανοήσουμε την ιστορία του κόσμου μας αλλά γενικότερα για να μάθουμε τι μπορεί να μας διδάξει ο πλησιέστερος μας κοσμικός γείτονας για το σχηματισμό και την εξέλιξη των εσωτερικών πλανητών - τόσο στο ηλιακό μας σύστημα όσο και πέραν αυτού.

Αναρτήθηκε από: Seler Tr - ek-kentron

Πηγή

Διαβάστε σχετικά:
Η σελήνη σε Video 4k
Τι θα συμβεί αν η Σελήνη εξαφανιστεί αύριο;