О происхождении ночного светила существуют только гипотезы. Луна — ближайший спутник Земли в космосе, его безоблачной ночью может видеть каждый. Но, как возник союз между небесными телами? Возможно, Земля «привязала» Луну к себе? Или же оба возникли одновременно? «Ни одно, ни другое», — уверены астрономы из Северной Рейн-Вестфалии и Нижней Саксонии (Германия). Луну в результате космического столкновения «выбило» с Земли третье небесное тело. Ученые обосновывают этот тезис в американском научном журнале «Science».

Основой для новых исследований стали породы Луны, которые на Землю привезли астронавты после шести миссий на спутник, что происходили в рамках космической программы «Аполлон» в 60-70-х гг. Даже сегодня, 42 лет спустя, образцы пригодны для фундаментальных исследований. В них, возможно, спрятан ключ к ответу на вопрос, как появилась Луна? Речь идет о единовременном процессе. Всем остальным естественным спутникам в Солнечной системе дали начало их планеты. «Но Луна Земли — очень необычная», — говорит Дэниел Гервартц из Института геологии и минералогии Кельнского университета.

Предположение, что Земля силой привлекла Луна на орбиту, как это произошло, например, с Марсом и его спутниками Фобосом и Деймосом, астрономы отвергли еще раньше: Луна великовата и тяжеловата. То, что и Земля, и Луна сформировались в одном облаке газа и пыли, не подтверждают никакие данные. Учитывая это, исследователи выступали за так называемую теорию столкновения: удар извне привел к появлению Луны. То есть, 4,5 млрд. лет назад крупный объект ударился о раннюю Землю, что обусловило возникновение естественного спутника.

Если бы эти две протопланеты столкнулись фронтально, от Земли бы ничего не осталось. И ученые предположили: столкновение было боковым, неизвестное тело, так сказать, скользнуло по нашей планете. Его назвали Тейей. Земля и Тейя, вероятно, столкнулись на скорости 40000 км/ч. Когда это произошло, миллионы частиц породы Земли отбросило на орбиту, где они скапливались. Со временем они слиплись — и возникла Луна. Следовательно, она состоит из частей Праземли и частиц Тейи. Так же, как и современная Земля.

Масштабное столкновение очень смешало породы небесных тел, но оба конечных продуктов коллизии — Луна и современная Земля — получили определенный процент пород Тейи. Компьютерное моделирование показывает: на Луне доля Тейи должна быть значительно выше, чем на Земле, где она равна лишь 10%. Скорость удара, угол и масса столкнувшихся объектов свидетельствуют: большая часть Тейи перешла меньшей Луне, а не большей Земли, — подтверждает минеролог Андреас Пак из Центра наук о Земле Геттингенского университета.

«Луна в значительной степени состоит из материала, который силой врезался в Землю. Итак, состав Луны и Земли — не идентичен. Но какая польза от лучшей модели и симуляции, если ее невозможно проверить на практике? До сегодняшнего дня исследования лунных пород миссий «Аполлон» давали противоречивые результаты, — вынужден был признать Даниэль Гервартц. Ведь раньше были твердо убеждены: Луна и Земля имеют одинаковую химическую структуру. «Мы еще раз проанализировали образцы пород, привезенных после программы «Аполлон», имели возможность это сделать с более высоким уровнем точности, чем в процессе предыдущих исследований, — сказал ученый. — И на практике обнаружили разницу в химическом составе обоих небесных тел, которую предусмотрели теоретически заранее».

В породах Луны есть кислород. Обычно, то есть в 99,8% случаев, атом кислорода содержит 8 нейтронов и 8 протонов. Поэтому химики его называют 16О. Однако 40 тыс. лет назад атом кислорода имел на один нейтрон больше. Это делает его Кислородом-17, что имеет признаки изотопа. Именно такая экзотика помогла геологам из Геттингена и Кельна реконструировать процесс возникновения Луны.

«Изотопы кислорода есть и на Земле, и на Луне, — говорит Андреас Пак. — Мы определили минимальные вариации частоты изотопных соотношений». Немецкая команда ученых обнаружила: эти соотношения изотопов на Луне хоть и несильно, но отличаются от тех, что на Земле. «Несильно» — это мягко говоря: на миллион атомов кислорода в породах Луны всего на 12 атомов кислорода 17О больше, чем в земных породах. Все же разница существует. Очень редкий изотоп кислорода с 19 нейтронами проскакивает на Луне значительно чаще, чем на Земле.

«Тот факт, что Луна имеет больше изотопов 17О, чем Земля, доказывает: Тейя имела больше Кислорода-17, чем обе планеты сегодня», — подводит итог геолог Даниэль Гервартц. Доля 17О должна указывать на специфику ранней малой планеты Тейи. Ее остатки на Луне встречают чаще, чем на Земле, что можно объяснить высоким процентом содержания соответствующих изотопов в лунных породах.

Благодаря такому соотношение изотопов кислорода геологи могут точно реконструировать долю, принадлежащую Тейи в современной структуре Луны. Предыдущие расчеты менялись от 8% до 90%. Сейчас есть основания надеяться на соотношение 50:50. То есть, Луна состоит наполовину из Праземли, наполовину — из остатков Тейи.

Новые данные не доказывают истинности теории столкновения. До сих пор существуют две конкурентные модели. Согласно одной, Земля и Луна сформировалась из одного протопланетного газа и пыли. Это могло бы объяснить их почти идентичную структуру. Другая отстаивает взгляд, что Луну выбросила центробежная сила Земли, которая сначала вращалась намного быстрее. «Эти теории не следует считать опровергнутыми», — признает Даниэль Гервартц. Теоретически возможно, что соотношение изотопов кислорода на Земле так сильно изменили космические отложения пыли, что они уже не отвечают на 100% структуре Луны. Возможно, но маловероятно.

Народный Корреспондент