Για δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν σκεφτεί πώς η Γη απέκτησε τον μοναδικό δορυφόρο της, τη Σελήνη. Ενώ ορισμένοι ισχυρίστηκαν ότι σχηματίστηκε από υλικό που χάθηκε από τη Γη λόγω φυγοκεντρικής δύναμης, ή συνελήφθη από τη βαρύτητα της Γης, η πιο ευρέως αποδεκτή θεωρία είναι ότι η Σελήνη σχηματίστηκε περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν όταν συγκρούστηκε ένα αντικείμενο μεγέθους Άρη (που ονομάζεται Theia) με μια πρωτο-Γη (γνωστή και ως υπόθεση των γιγαντιαίων επιπτώσεων).
Ωστόσο, δεδομένου ότι η πρωτο-Γη γνώρισε πολλές τεράστιες επιπτώσεις, αναμένεται ότι πολλά φεγγάρια θα σχηματίστηκαν σε τροχιά γύρω από την πάροδο του χρόνου. Έτσι τίθεται το ερώτημα, τι συνέβη σε αυτά τα φεγγάρια; Θέτοντας αυτό ακριβώς το ερώτημα, μια ομάδα μιας διεθνούς ομάδας επιστημόνων διεξήγαγε μια μελέτη στην οποία προτείνουν ότι αυτά τα «φεγγάρια» θα μπορούσαν τελικά να συντρίψουν πίσω στη Γη, αφήνοντας μόνο αυτό που βλέπουμε σήμερα.
Η μελέτη, με τίτλο «Moonfalls: Collactions between the Earth and the past moon», εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο και έγινε αποδεκτή για δημοσίευση στο Μηνιαίες ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας. Η μελέτη διεξήχθη από τον Uri Malamud, μεταδιδακτορικό συνεργάτη από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Ισραήλ, και περιελάμβανε μέλη από το Πανεπιστήμιο του Tübingen της Γερμανίας και το Πανεπιστήμιο της Βιέννης.
Για χάρη της μελέτης τους, ο Δρ. Malamud και οι συνάδελφοί του - ο καθηγητής Hagai B. Perets, ο Δρ Christoph Schafer και ο κ. Christoph Burger (φοιτητής διδακτορικού) - εξέτασαν τι θα συνέβαινε εάν η Γη, στην πρώτη της μορφή, είχε βιώσει πολλαπλές τεράστιες επιπτώσεις που προηγήθηκαν της σύγκρουσης με τη Theia. Κάθε μια από αυτές τις επιπτώσεις θα είχε τη δυνατότητα να σχηματίσει ένα «φεγγάρι» υπό-σεληνιακής μάζας που θα είχε αλληλεπιδράσει βαρυτικά με την πρωτο-Γη, καθώς και με τυχόν πιθανά φεγγάρια που είχαν σχηματιστεί προηγουμένως.
Τελικά, αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα συγχωνεύσεις σεληνόφωτου-φεγγαριού, εκτοξεύονται τα φεγγάρια από την τροχιά της Γης, ή πέφτουν τα φεγγάρια στη Γη. Στο τέλος, ο Δρ. Malamud και οι συνάδελφοί του επέλεξαν να διερευνήσουν αυτήν την τελευταία δυνατότητα, καθώς δεν έχουν διερευνηθεί προηγουμένως από επιστήμονες. Επιπλέον, αυτή η δυνατότητα θα μπορούσε να έχει δραστικό αντίκτυπο στη γεωλογική ιστορία και την εξέλιξη της Γης. Όπως έδειξε ο Malamud στο Space Magazine μέσω email:
«Στην τρέχουσα κατανόηση του σχηματισμού πλανητών, τα τελευταία στάδια της επίγειας ανάπτυξης του πλανήτη ήταν μέσω πολλών τεράστιων συγκρούσεων μεταξύ των πλανητικών εμβρύων. Τέτοιες συγκρούσεις σχηματίζουν σημαντικούς δίσκους υπολειμμάτων, οι οποίοι με τη σειρά τους μπορούν να γίνουν φεγγάρια. Όπως προτείναμε και υπογραμμίσαμε σε αυτό και τα προηγούμενα άρθρα μας, δεδομένου του ρυθμού τέτοιων συγκρούσεων και της εξέλιξης των φεγγαριών - η ύπαρξη πολλαπλών φεγγαριών και οι αμοιβαίες αλληλεπιδράσεις τους θα οδηγήσουν σε φεγγάρι. Είναι ένα εγγενές, αναπόφευκτο μέρος της τρέχουσας θεωρίας σχηματισμού πλανητών. "
Ωστόσο, επειδή η Γη είναι ένας γεωλογικά ενεργός πλανήτης και επειδή η παχιά ατμόσφαιρά της οδηγεί σε φυσικές καιρικές συνθήκες και διάβρωση, η επιφάνεια αλλάζει δραστικά με την πάροδο του χρόνου. Ως εκ τούτου, είναι πάντα δύσκολο να προσδιοριστεί η επίδραση των γεγονότων που συνέβησαν κατά τις πρώτες περιόδους της Γης - δηλαδή το Hadean Eon, το οποίο ξεκίνησε πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια με τον σχηματισμό της Γης και έληξε πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Για να ελέγξει αν θα μπορούσαν να έχουν γίνει πολλαπλές κρούσεις κατά τη διάρκεια αυτού του Eon, με αποτέλεσμα τα φεγγάρια που τελικά έπεσαν στη Γη, η ομάδα διεξήγαγε μια σειρά προσομοιώσεων ομαλών σωματιδίων υδροδυναμικής (SPH). Θεωρούσαν επίσης μια σειρά από μάζες σεληνόφωτου, γωνίες πρόσκρουσης σύγκρουσης και αρχικούς ρυθμούς περιστροφής πρωτο-Γης. Βασικά, εάν τα φεγγάρι έπεσαν στη Γη στο παρελθόν, θα άλλαζε το ρυθμό περιστροφής της πρωτο-Γης, με αποτέλεσμα την τρέχουσα πλευρική περιστροφική περίοδο περιστροφής 23 ωρών, 56 λεπτών και 4,1 δευτερολέπτων.
Στο τέλος, βρήκαν στοιχεία ότι ενώ οι άμεσες επιπτώσεις από μεγάλα αντικείμενα δεν ήταν πιθανό ότι θα μπορούσαν να έχουν γίνει αρκετές παλιρροιακές συγκρούσεις. Αυτά θα είχαν προκαλέσει να ρίχνονται υλικά και συντρίμμια στην ατμόσφαιρα που θα είχαν σχηματίσει μικρά φεγγάρια που θα αλληλεπιδρούσαν τότε. Όπως εξήγησε ο Malamud:
«Ωστόσο, τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι στην περίπτωση ενός φεγγαριού, η κατανομή του υλικού από το φεγγάρι δεν είναι καν στη Γη, και ως εκ τούτου τέτοιες συγκρούσεις μπορούν να προκαλέσουν ασυμμετρίες και ανομοιογένεια σύνθεσης. Όπως συζητάμε στην εφημερίδα, υπάρχουν πραγματικά πιθανές ενδείξεις για το τελευταίο - οι φεγγάρι μπορούν πιθανώς να εξηγήσουν τις ισοτοπικές ετερογένειες σε εξαιρετικά στεροφιλικά στοιχεία σε επίγεια πετρώματα. Κατ 'αρχήν, οι συγκρούσεις του φεγγαριού μπορεί επίσης να παράγουν μια δομή μεγάλης κλίμακας στη Γη, και υποθέσαμε ότι ένα τέτοιο αποτέλεσμα θα μπορούσε να συνέβαλε στο σχηματισμό της πρώτης υπεράντοιας της Γης. Αυτή η πτυχή, ωστόσο, είναι πιο κερδοσκοπική και είναι δύσκολο να επιβεβαιωθεί άμεσα, δεδομένης της γεωλογικής εξέλιξης της Γης από εκείνους τους πρώτους χρόνους. "
Αυτή η μελέτη επεκτείνει αποτελεσματικά την τρέχουσα και ευρέως δημοφιλή υπόθεση Giant Impact. Σύμφωνα με αυτήν τη θεωρία, η Σελήνη σχηματίστηκε κατά τα πρώτα 10 έως 100 εκατομμύρια χρόνια του Ηλιακού Συστήματος, όταν οι επίγειοι πλανήτες εξακολουθούσαν να σχηματίζονται. Κατά τα τελευταία στάδια αυτής της περιόδου, αυτοί οι πλανήτες (Ερμής, Αφροδίτη, Γη και Άρης) πιστεύεται ότι έχουν αναπτυχθεί κυρίως μέσω επιπτώσεων με μεγάλα πλανητικά έμβρυα.
Από τότε, η Σελήνη πιστεύεται ότι έχει εξελιχθεί λόγω της αμοιβαίας παλίρροιας της Γης και της Σελήνης, μεταναστεύοντας προς τα έξω στην τρέχουσα θέση της, από τότε που ήταν από τότε. Ωστόσο, αυτό το παράδειγμα δεν λαμβάνει υπόψη τις επιπτώσεις που έλαβαν χώρα πριν από την άφιξη της Θείας και τον σχηματισμό του μοναδικού δορυφόρου της Γης. Ως αποτέλεσμα, ο Δρ. Malamud και οι συνάδελφοί του ισχυρίζονται ότι αποσυνδέεται από την ευρύτερη εικόνα του χερσαίου πλανήτη.
Λαμβάνοντας υπόψη πιθανές συγκρούσεις που προηγούνται του σχηματισμού της Σελήνης, ισχυρίζονται, ο επιστήμονας θα μπορούσε να έχει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα για το πώς τόσο η Γη όσο και η Σελήνη εξελίχθηκαν με την πάροδο του χρόνου. Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να έχουν επιπτώσεις όσον αφορά τη μελέτη άλλων ηλιακών πλανητών και φεγγαριών. Όπως ανέφερε ο Δρ. Malamud, υπάρχουν ήδη ισχυρές ενδείξεις ότι συγκρούσεις μεγάλης κλίμακας επηρέασαν την εξέλιξη των πλανητών και των φεγγαριών.
«Σε άλλους πλανήτες βλέπουμε στοιχεία για πολύ μεγάλες επιπτώσεις που παρήγαγαν τοπογραφικά χαρακτηριστικά πλανητικής κλίμακας, όπως η λεγόμενη διχοτομία του Άρη και πιθανώς η διχοτομία της επιφάνειας του Charon», είπε. «Αυτά έπρεπε να προκύψουν από επιπτώσεις μεγάλης κλίμακας, αλλά αρκετά μικρές για να κάνουν υπο-παγκόσμια χαρακτηριστικά πλανητών. Οι φεγγάρι είναι φυσικοί πρόγονοι τέτοιων επιπτώσεων, αλλά δεν μπορούμε να αποκλείσουμε κάποιες άλλες μεγάλες επιπτώσεις από αστεροειδείς που θα μπορούσαν να προκαλέσουν παρόμοια αποτελέσματα. "
Υπάρχει επίσης η πιθανότητα τέτοιων συγκρούσεων στο μακρινό μέλλον. Σύμφωνα με τις τρέχουσες εκτιμήσεις της μετανάστευσής του, το φεγγάρι του Άρη Φοβός θα καταρρεύσει τελικά στην επιφάνεια του πλανήτη. Ενώ είναι μικρό σε σύγκριση με τις επιπτώσεις που θα δημιουργούσαν φεγγάρια και το φεγγάρι γύρω από τη Γη, αυτή η τελική σύγκρουση είναι άμεση απόδειξη ότι οι φεγγάρι έλαβαν χώρα στο παρελθόν και ξανά στο μέλλον.
Εν ολίγοις, η ιστορία του πρώιμου ηλιακού συστήματος ήταν βίαιη και κατακλυσμική, με μεγάλη δημιουργία που προέκυψε από ισχυρές συγκρούσεις. Έχοντας μια πληρέστερη εικόνα για το πώς αυτά τα γεγονότα αντίκτυπου επηρέασαν την εξέλιξη των επίγειων πλανητών, μπορεί να αποκτήσουμε νέα εικόνα για το πώς σχηματίστηκαν οι ζωητικοί πλανήτες. Αυτό, με τη σειρά του, θα μπορούσε να μας βοηθήσει να εντοπίσουμε τέτοιους πλανήτες σε έξτρα ηλιακά συστήματα.
