Jak powstał księżyc?

Księżyc był obecny w naszym życiu tak długo, jak istnieliśmy na tej Ziemi. Znajduje się na naszej planecie znacznie dłużej, praktycznie od czasu powstania Ziemi. Jednak jedno proste pytanie dotyczące tego spektakularnego obiektu pozostało bez odpowiedzi aż do niedawna: jak powstał Księżyc? Odpowiedź wymaga głębokiego zrozumienia warunki we wczesnym układzie słonecznym i jak działali podczas formowania się planet.

Odpowiedź na to pytanie nie była bez kontrowersji. Do ostatnich pięćdziesięciu lat każdy proponowany pomysł na temat powstania Księżyca miał również problemy z aspektami technicznymi lub nękany przez własny brak informacji naukowców o materiałach, z których składa się Księżyc.

Jeden pomysł mówi, że Ziemia i Księżyc uformowały się obok siebie z tej samej chmury pyłu i gazu. Ma to sens, biorąc pod uwagę, że cały układ słoneczny powstał z działań w tej chmurze, zwanej dyskiem protoplanetarnym.

Z czasem ich bliskość mogła spowodować, że Księżyc spadnie na orbitę wokół Ziemi. Głównym problemem związanym z tą teorią jest skład skał Księżyca. Podczas gdy ziemskie skały zawierają znaczne ilości metali i cięższe pierwiastki, szczególnie pod powierzchnią, Księżyc jest zdecydowanie ubogi w metale. Skały po prostu nie pasują do skał Ziemi, a to stanowi problem dla teorii, która sugeruje, że obie powstały z tych samych stosów materiału we wczesnym Układzie Słonecznym.

Jeśli powstały w tym samym czasie, ich kompozycje powinny być bardzo podobne lub zbliżone do identycznych. Widzimy to w przypadku innych systemów, gdy wiele obiektów tworzy się w bliskiej odległości dla tej samej puli materiału. Prawdopodobieństwo, że Księżyc i Ziemia mogły powstać w tym samym czasie, ale zakończyły się tak ogromnymi różnicami w składzie, jest dość małe. Rodzi to wątpliwości co do teorii „współtworzenia”.

Więc jakie inne możliwe sposoby mogłyby powstać Księżyc? Istnieje teoria rozszczepienia, która sugeruje, że Księżyc został wyrzucony z Ziemi na początku historii Układu Słonecznego.

Chociaż Księżyc nie ma takiego samego składu jak cała Ziemia, ma uderzające podobieństwo do zewnętrznych warstw naszej planety. A co jeśli materiał na Księżyc został wyrzucony z Ziemi, gdy wirował na początku swojego rozwoju? Cóż, z tym pomysłem też jest problem. Ziemia nie obraca się wystarczająco szybko, by cokolwiek wypluć, i prawdopodobnie nie obracała się wystarczająco szybko, aby zrobić to na początku swojej historii. A przynajmniej nie na tyle szybko, by wyrzucić małego Księżyca w kosmos.

Więc jeśli Księżyc nie został „wyrzucony” z Ziemi i nie uformował się z tego samego zestawu materiałów co Ziemia, to jak inaczej mógłby się uformować?

Teoria dużego wpływu może być najlepsza jak dotąd. Sugeruje to, że zamiast zostać wyrzuconym z Ziemi, materiał, który stałby się Księżycem, został zamiast tego wyrzucony z Ziemi podczas potężnego uderzenia.

Uważa się, że obiekt o wielkości mniej więcej Marsa, zwany przez planetologów Theią, zderzył się z młodą Ziemią na wczesnym etapie jej ewolucji (dlatego nie widzimy wielu dowodów na jej wpływ teren). Materiał z zewnętrznych warstw Ziemi został wysłany w kosmos. Nie zaszło jednak daleko, ponieważ grawitacja Ziemi utrzymywała go w pobliżu. Wciąż gorący materia zaczął orbitować wokół młodej Ziemi, zderzając się ze sobą i ostatecznie łącząc się jak kit. W końcu po ochłodzeniu Księżyc ewoluował do postaci, którą wszyscy znamy dzisiaj.

Choć teoria wielkiego uderzenia jest powszechnie akceptowana jako najbardziej prawdopodobne wyjaśnienie narodzin Księżyca, wciąż istnieje przynajmniej jedno pytanie, na które teoria ma trudności z odpowiedzią: dlaczego daleka strona Księżyca jest tak różna od najbliższej bok?

Chociaż odpowiedź na to pytanie jest niepewna, jedna teoria sugeruje, że po początkowym uderzeniu nie powstał jeden, ale dwa księżyce wokół Ziemi. Jednak z czasem te dwie sfery rozpoczęły powolną migrację ku sobie, aż w końcu się zderzyły. Rezultatem był pojedynczy Księżyc, który wszyscy znamy dzisiaj. Pomysł ten może wyjaśniać niektóre aspekty Księżyca, czego nie robią inne teorie, ale należy wykonać wiele pracy, aby udowodnić, że mogło się to zdarzyć, wykorzystując dowody z samego Księżyca.

Jak w przypadku wszystkich nauk, teorie są wzmacniane przez dodatkowe dane. W przypadku Księżyca dalsze badania skał z różnych miejsc na powierzchni i pod powierzchnią pomogą w wypełnieniu opowieści o powstawaniu i ewolucji satelity naszego sąsiada.

Edytowane i zaktualizowane przez Carolyn Collins Petersen.