ΕΠΙΣΤΗΜΗ - ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
13/11/2024 | 09:47
Η Σελήνη δεν προήλθε από τη σύγκρουση του πλανήτη Theia με τη Γη: Η νέα επιστημονική θεωρία που ανατρέπει τα δεδομένα, ενώ το φεγγάρι απομακρύνεται 3 εκατοστά το χρόνο προς τον Ήλιο [videos]
Παρά το γεγονός ότι η Σελήνη είναι ο πλησιέστερος γείτονας του πλανήτη μας, οι επιστήμονες παλεύουν με το μυστήριο της προέλευσης του φεγγαριού μας εδώ και εκατοντάδες χρόνια.
Από τη δεκαετία του 1980, οι ειδικοί υπέθεσαν ότι ο σεληνιακός μας δορυφόρος σχηματίστηκε μετά από μια εκρηκτική σύγκρουση με τον πρωτοπλανήτη Theia νωρίς στην ιστορία της Γης.
Αλλά τώρα, μια μελέτη δείχνει ότι αυτή η λεγόμενη θεωρία «σύγκρουσης» μπορεί να μην είναι τελικά σωστή.
Αντίθετα, ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Penn State λένε ότι η Γη θα μπορούσε να έχει πιάσει τακτοποιημένα το φεγγάρι καθώς παρασυρόταν σε μια διαδικασία που ονομάζεται σύλληψη δυαδικής ανταλλαγής.
Αυτή η ριζοσπαστική θεωρία υποδηλώνει ότι το φεγγάρι μπορεί να δημιουργήθηκε αρχικά ως ένα μέρος ενός «επίγειου δυαδικού συστήματος», ενός ζεύγους βραχωδών αντικειμένων που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο.
Καθώς αυτό το ζεύγος περνούσε μέσα στην έλξη της Γης, το φεγγάρι τέθηκε σε τροχιά ενώ το δεύτερο σώμα εκτοξεύτηκε στο διάστημα.
Ο επικεφαλής ερευνητής καθηγητής Darren Williams λέει: «Κανείς δεν ξέρει πώς σχηματίστηκε το φεγγάρι.
Η νέα, δεύτερη πιθανότητα
«Τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες, είχαμε μια πιθανότητα για το πώς έφτασε εκεί. Τώρα, έχουμε δύο».
Το 1984, επιστήμονες συγκεντρώθηκαν για τη Διάσκεψη Kona στη Χαβάη για να καταλήξουν σε συναίνεση σχετικά με το πώς είχε σχηματιστεί το φεγγάρι.
Χρησιμοποιώντας τα 363 κιλά σεληνιακού υλικού που ελήφθησαν πίσω από τις αποστολές Apollo της NASA, οι επιστήμονες υποστήριξαν ότι το φεγγάρι είχε παρόμοια αλλά όχι εντελώς ίδια χημική σύνθεση με τη Γη.
Από αυτά τα στοιχεία, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το φεγγάρι πρέπει να σχηματίστηκε από συντρίμμια που χάθηκαν όταν ένα ουράνιο σώμα χτύπησε στη νεαρή Γη.
Αυτή η θεωρία ήταν δημοφιλής επειδή ταιριάζει καλά με πολλά από όσα γνωρίζουμε τώρα για τη χημική σύνθεση του φεγγαριού – αλλά δεν εξηγεί όλες τις λεπτομέρειες.
Για παράδειγμα, ο καθηγητής Williams και ο συν-συγγραφέας του επισημαίνουν ότι, εάν το φεγγάρι σχηματίστηκε από ένα δακτύλιο συντριμμιών που συμπυκνώνεται αργά σε μια σφαίρα, θα πρέπει να περιμένουμε να το βρούμε σε τροχιά πάνω από τον ισημερινό.
Ωστόσο, η τροχιά του φεγγαριού είναι στην πραγματικότητα κλίση σε ένα εντελώς διαφορετικό επίπεδο περίπου επτά μοίρες μακριά από το ισημερινό επίπεδο.
Για να βρουν μια εναλλακτική εξήγηση για το πως μπορεί να συμβαίνει αυτό, οι ερευνητές εξέτασαν ένα φαινόμενο που ονομάζεται σύλληψη δυαδικής ανταλλαγής.
Αυτό υποδηλώνει ότι η Γη μπορεί να είχε αρπάξει ένα από ένα ζευγάρι διερχόμενων βραχωδών σωμάτων και να το έκανε στον δορυφόρο της.
Προς υποστήριξη αυτής της ιδέας, ο καθηγητής Williams επισημαίνει το παράδειγμα του Τρίτωνα, του μεγαλύτερου φεγγαριού του Ποσειδώνα.
Οι τρέχουσες θεωρίες προτείνουν ότι ο Τρίτωνας τραβήχτηκε στον Ποσειδώνα από τη Ζώνη Kuiper όπου ένα στα 10 αντικείμενα θεωρείται ότι είναι δυαδικό.
Ακριβώς όπως το φεγγάρι μας, ο Τρίτωνας περιφέρεται σε μια σημαντικά κεκλιμένη γωνία, κλίνοντας 67 μοίρες μακριά από τον ισημερινό του πλανήτη.
Και, σύμφωνα με μαθηματικά μοντέλα, είναι αρκετά εύλογο ότι το ίδιο πράγμα θα μπορούσε να είχε συμβεί στο φεγγάρι μας.
Στην εργασία τους, που δημοσιεύτηκε στο The Planetary Science Journal, οι ερευνητές υπολογίζουν ότι η Γη θα μπορούσε να έχει «συλλάβει» ένα αντικείμενο μεταξύ 1 και 10% της συνολικής της μάζας.
Με μόλις 1,2% της μάζας της Γης, το φεγγάρι συμπεριλαμβάνεται άνετα σε αυτό το εύρος.
Η μόνη προειδοποίηση είναι ότι το πλανητικό δυαδικό σύστημα θα έπρεπε να έχει περάσει σε απόσταση μόλις 80.000 μιλίων (128.750 χλμ.) από τη Γη με ταχύτητα κάτω των 6.700 μιλίων την ώρα (10.800 χλμ.).
Αν και αυτό μπορεί να φαίνεται απίστευτα γρήγορο, στην κλίμακα του ηλιακού συστήματος ισοδυναμεί με μια χαλαρή βόλτα.
Η Σελήνη απομακρύνεται
Το πρόβλημα είναι ότι, ακόμη και σε αυτές τις ήπιες ταχύτητες, όταν έφτασε για πρώτη φορά, η τροχιά της σελήνης θα ήταν μαζικά ελλειπτική, όπως αυτή ενός κομήτη γύρω από τον ήλιο.
Ωστόσο, οι ερευνητές δείχνουν επίσης πώς αυτή η τροχιά θα είχε εξελιχθεί υπό την επίδραση των παλιρροϊκών δυνάμεων.
Καθώς το φεγγάρι τρέχει γύρω από τη Γη, οι παλίρροιες θα είχαν μείνει ελαφρώς πίσω από την τροχιά του, ασκώντας μια βαρυτική έλξη που θα είχε δαμάσει αργά την άγρια τροχιά του.
Για χιλιάδες χρόνια, αυτό η συνεχής έλξη θα έκανε την τροχιά πιο τακτική και κυκλική μέχρι να εγκατασταθεί στη στενή τροχιά που έχει αυτή τη στιγμή.
Ο καθηγητής Williams λέει: «Σήμερα, η παλίρροια της Γης είναι μπροστά από τη Σελήνη, η υψηλή παλίρροια επιταχύνει την τροχιά.
«Του δίνει έναν παλμό, μια μικρή ώθηση. Με τον καιρό, η Σελήνη παρασύρεται λίγο πιο μακριά».
Τώρα το φεγγάρι είναι τόσο μακριά που τόσο ο Ήλιος όσο και η Γη το τραβούν, οδηγώντας το να απομακρύνεται περίπου 3 εκατοστά κάθε χρόνο.
Αυτή η θεωρία έχει μερικά βασικά πλεονεκτήματα στο ότι εξηγεί γιατί η τροχιά του φεγγαριού έχει τόσο κλίση και εξηγεί την παρουσία ορισμένων χημικών ισοτόπων που βρίσκονται στο φεγγάρι και όχι στη Γη.
Οι ερευνητές παραδέχονται ότι η θεωρία τους θα ήταν δύσκολο να αποδειχθεί και βασίζονται σε πολλά «αβάσιμα γεγονότα» που συμβαίνουν ταυτόχρονα.
Ωστόσο, ο καθηγητής Williams υποστηρίζει ότι η σύλληψη δυαδικής ανταλλαγής είναι μια βιώσιμη εναλλακτική λύση στην τυπική θεωρία σύγκρουσης και αυτή που αξίζει περαιτέρω εξέταση.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι τα πλανητικά δυαδικά μπορεί να ήταν πιο κοινά στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και θα μπορούσαν εύλογα να είχαν προχωρήσει στη δημιουργία του φεγγαριού.
Ο καθηγητής Williams προσθέτει: «Αυτό ανοίγει έναν θησαυρό νέων ερωτήσεων και ευκαιριών για περαιτέρω μελέτη».
Η θεωρία που υπάρχει ως σήμερα
Πριν από περίπου 4,45 δισεκατομμύρια χρόνια, 150 εκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος, η Γη χτυπήθηκε από ένα αντικείμενο μεγέθους Άρη που ονομάζεται Theia.
Η σύγκρουση δημιούργησε το φεγγάρι, αλλά μαίνεται η συζήτηση για το τι ακριβώς συνέβη κατά τη διάρκεια αυτού του γεγονότος – και ένα μυστήριο παραμένει για το γιατί το φεγγάρι και η Γη είναι τόσο παρόμοια στη σύνθεσή τους.
Η πρόσκρουση της Theia με τη Γη ήταν τόσο βίαιη, που το σύννεφο των συντριμμιών που προέκυψε αναμειγνύεται καλά πριν κατακαθίσει και σχηματίσει το φεγγάρι.
Αυτό το σύννεφο θα αποτελείται από κάποιο γήινο υλικό, εξηγώντας την ομοιότητα μεταξύ Γης και Σελήνης και άλλο υλικό.
Το σώμα που συγκρούεται μερικές φορές ονομάζεται Theia, από την μυθική Τιτάνα που ήταν η μητέρα της Σελήνης, της θεάς της Σελήνης.
Αλλά ένα μυστήριο παραμένει, το οποίο αποκαλύφθηκε από βράχους που έφεραν οι αστροναύτες του Απόλλωνα από το φεγγάρι – γιατί το φεγγάρι και η Γη είναι τόσο παρόμοια στη σύνθεσή τους;
Αρκετές διαφορετικές θεωρίες έχουν προκύψει με τα χρόνια για να εξηγήσουν τα παρόμοια δακτυλικά αποτυπώματα της Γης και της Σελήνης.
Ίσως η πρόσκρουση δημιούργησε ένα τεράστιο σύννεφο συντριμμιών που αναμείχθηκε πλήρως με τη Γη και στη συνέχεια συμπυκνώθηκε για να σχηματίσει το φεγγάρι.
Ή η Theia θα μπορούσε, συμπτωματικά, να ήταν ισοτοπικά παρόμοια με τη νεαρή Γη.
Μια τρίτη πιθανότητα είναι ότι το φεγγάρι σχηματίστηκε από γήινα υλικά και όχι από τη Theia, αν και αυτό θα ήταν ένα πολύ ασυνήθιστο είδος πρόσκρουσης.
