Земля была когда-то поражена своим соседом, создавшим Луну
Столкновение с Землей тела размером с Марс. Иллюстрация с сайта Space.com
Самая авторитетная теория из всех тех, что призваны объяснить появление у Земли ее Луны, привлекает в качестве главного "виновника" рождения нашей соседки некий объект размером с Марс, который столкнулся с Землей в незапамятные времена - примерно 4 миллиарда лет назад, вскоре после того, как закончился процесс формирования нашей собственной планеты из протопланетного облака. Свидетельства в пользу этой теории были найдены в 70-е годы прошлого века при исследованиях состава поверхности Луны, изученной благодаря полетам американских астронавтов и советских автоматических станций. Этот состав оказался во многом подобен верхним слоям самой Земли. Однако откуда появился столь крупный объект и как ему удалось так метко угодить прямо в Землю, до сих пор оставалось загадкой. Ведь считается, что соударение произошло с относительно низкими относительными скоростями - это чем-то напоминает столкновение двух автомобилей на автостраде, следующих параллельными курсами, а не гораздо более разрушительное лобовое столкновение. Для того, чтобы такое могло произойти, столкнувшийся с нами объект должен был сформироваться где-то поблизости, на орбите, близкой к земной.
Однако если он был расположен столь близко, то почему он не слился с Землей еще раньше, когда период "строительства" Солнечной системы еще не закончился и все там сталкивалось с чем ни попадя? Новая поправка к теории дает этому довольно простое объяснение.
Астрофизик Дж. Ричард Готт (J. Richard Gott) и математик Эдвард Белбрано (Edward Belbruno) из Принстонского университета считают, что этот гипотетический объект размером с Марс сформировался на том же самом расстоянии от Солнца, что и Земля, и до поры до времени просто находился в месте гравитационной устойчивости, называемом точкой Лагранжа, и только затем пустился в неспешный дрейф с места своего рождения (частично благодаря столкновениям с более мелкими телами), чтобы в конце концов послужить причиной появления нашего спутника.
Точки Лагранжа возникают в любой системе из двух гравитирующих тел. Всего с Землей и Луной и с Землей и Солнцем связаны по пять лагранжевых точек, каждая из которых обладает некоторой гравитационной стабильностью. Например, космический корабль, выведенный на соответствующую орбиту и помещенный в одну из таких лагранжевых точек, может практически не тратя топлива оставаться в такой позиции в течение очень долгого времени, чем и пользуются, в частности, создатели космических обсерваторий. Так телескоп SOHO, предназначенный для непрерывных наблюдений за состоянием Солнца, после своего запуска в 1995 году был помещен в одну из таких точек Лагранжа (точку либрации L1), где силы гравитационного притяжения Земли и Солнца равны (эта точка находится на прямой, соединяющей Солнце и Землю, на расстоянии 1,5 млн км от Земли). Точнее говоря, SOHO летает по сложной траектории вокруг этой точки, и он там не всегда одинок, в августе 2001 года в путь по лагранжевым точкам отправился "Генезис" (Genesis), занятый сбором частиц солнечного ветра. В точке Лагранжа L2 системы Земля - Солнце, непосредственно за земной орбитой, трудится знаменитый WMAP, занимающийся исследованиями микроволнового фона.
Точки Лагранжа, обозначаемые как L4 и L5, расположены на окружности, по которой Земля движется вокруг Солнца. Соответственно, все тела, попавшие в L4 и L5, движутся вслед за Землей по ее орбите, не приближаясь и не отставая, с той же скоростью. При этом они образуют с Землей и Солнцем два равнобедренных треугольника. Гравитационные поля Солнца и Земли совместно обеспечивают состояние равновесия в каждой из этих двух точек.
Готт и Белбрано создали математическую модель, описывающую процесс формирования планет, и теоретически изучили то, что когда-то в давние времена происходило в L4 и L5. Выяснилось, что в этих местах действительно должен был собираться протопланетный материал, в чем "повинны" как гравитационные силы, так и взаимное трение частиц. "Спустя приблизительно 30 миллионов лет объект размером с Марс должен был уже сформироваться в L4", - говорит Белбрано. Затем этот объект покидает место своего рождения и движется по земной орбите, а его скорость при этом варьируется довольно хаотично, испытывая влияние как Солнца, так и Земли. "Он приближается к Земле либо сзади (если догоняет ее), либо спереди. Когда он оставляет точку L4 и начинает "подползать" к нашей планете, ему требуется всего несколько лет, чтобы достичь нас. Однако "по первому разу" он мог и избежать столкновения, пролетев мимо, но совсем близко, однако рано или поздно он возвратится, и в конце концов все равно столкновения не избежать".
Другие группы исследователей уже изучили во всех подробностях ход самого процесса столкновения Земли со столь крупным телом. Сталкивающийся объект при этом должен превратить часть земной оболочки в раскаленный пар, который будет выброшен в космос. Часть этого пара когда-то вышла на околоземную орбиту и в конечном счете слиплась, породив Луну.
Обновленную таким образом теорию предполагается проверить, посылая космические зонды к одной из лагранжевых точек. "Возможно, некоторые типы очень мелких частиц, представляющих собой остатки того гигантского объекта, что столкнулся когда-то с Землей, до сих пор могут оставаться в районе L4 или L5, и это поможет нам уточнить его состав, - говорит Белбрано. - Хотя вероятность этого невелика - даже если они когда-то действительно были там, и действительно были непосредственно связаны с формирующимся объектом "размером с Марс", то за прошедшие 4 миллиарда лет все это могло рассеяться".
Как известно, в точках Лагранжа, образованных совместным действием гравитационных полей Солнца и планет-гигантов (например, Юпитера), действительно имеют обыкновения собираться "ничейные" астероиды (в случае Юпитера - это группы так называемых Троянцев и Греков), становясь таким образом своеобразными дополнительными "удаленными" спутниками этих планет. Однако в лагранжевых точках, связанных с Землей, никаких сколько-либо крупных объектов пока не было обнаружено. Возможно, это и к лучшему, если любой такой "троянец" рано или поздно отправится в путь к нашей планете и почти неизбежно поразит ее спустя считанные годы...
Источник:
Earth Hit by Neighbor in Making of Moon - Space.com
Обсудить
Статьи по теме
Найдена новая земная "квазилуна"
Земля имеет только один общепризнанный естественный спутник - Луну, однако за последние годы астрономы нашли несколько так называемых "квазилун" - астероидов-"компаньонов", орбиты которых согласуют свое движение с движением Земли по ее орбите вокруг Солнца. Некоторые из них даже способны время от времени становиться "почти настоящими" спутниками нашей планеты, накручивая вокруг нее широкие спирали. В настоящее время такой квазилуной служит астероид, обозначенный как 2003 YN107.
Земля была когда-то поражена своим соседом, создавшим Луну
Самая авторитетная теория из всех тех, что призваны объяснить появление у Земли ее Луны, привлекает в качестве главного "виновника" рождения нашей соседки некий объект размером с Марс, который столкнулся с Землей в незапамятные времена - примерно 4 миллиарда лет назад, вскоре после того, как закончился процесс формирования нашей собственной планеты из протопланетного облака. Теперь к этой теории была сделана еще одна важная поправка.
У Земли обнаружен орбитальный компаньон - квазиспутник
Новооткрытый астероид облетает Солнце по орбите, близкой к земной, время от времени становясь чуть ли не еще одной луной нашей планеты. Астрономы называют подобные объекты квазиспутниками, компаньонами или временными лунами.
Древнее столкновение вывернуло Землю наизнанку
Космический "камешек" размером с гору поразил нашу планету примерно 1,8 миллиарда лет назад. При этом часть земной коры была попросту содрана, словно скальп. По существу она была перевернута вверх дном, в чем нас убеждает новое исследование канадских геологов.
Ископаемые малыши свидетельствуют о том, что динозавры гибли от холода
Палеогеологические изыскания на севере Африканского континента подбросили еще несколько поленьев в нескончаемые дебаты о причинах исчезновения динозавров. Эту биологическую катастрофу обычно объясняют тем, что 65 миллионов лет назад наша планета столкнулась с огромным астероидом, который обрушился на полуостров Юкатан.
Новая теория гибели динозавров: доказательства и скандалы
Герта Келлер, американский профессор-геофизик из Принстонского университета, потратила последнее десятилетие на тщательное изучение проблемы исчезновения динозавров. Однако вместо того, чтобы работать с костями гигантских ящеров, она обратилась к исследованиям скоплений останков одноклеточных организмов, называемых фораминиферами, что извлекаются из отложений на океанском дне.
Австралийские палеонтологи утверждают, что клыкастый ящер пережил давнюю катастрофу
Раньше считалось, что дицинодонт (dicynodont) - звероподобная рептилия из тех, что доминировали на Земле еще задолго до эры динозавров, - вымерла примерно 220 млн лет назад. Обладателя туловища гиппопотама, клюва черепахи и моржовых клыков, казалось бы, трудно с кем-либо перепутать. Но окаменелость, которая может оказаться черепом этого существа, вызвала жаркие споры палеонтологов.
Шаттл помог изучить следы от астероида, погубившего динозавров
О существовании гигантского астероидного кратера, расположенного на полуострове Юкатан, стали подозревать в 1980 году. В 90-е годы данные со спутников и наземные исследования позволили найти этой гипотезе убедительные подтверждения. Более того, именно объект, сотворивший эту воронку, и считают теперь ответственным за гибель динозавров и более 70 - 75 % разновидностей фауны и флоры, населявшей Землю 65 млн лет назад.
Цвет астероидов меняется, когда они стареют
Удалось объяснить давнюю загадку - несоответствие между цветом самой многочисленной группы метеоритов, известных как обычные хондриты, и их предполагаемых прародителей-астероидов. Ведь общепризнанно, что метеориты представляют собой обломки астероидов и комет, которые в конечном счете выпадают на земную поверхность, однако хондриты имеют синеватый цвет, а не красноватый, как соответствующие астероиды.
"Пришелец", найденный на советской военной базе в Йемене, прилетел с Фобоса
Уникальный метеорит, который упал на советскую военную базу в Йемене, возможно, прилетел к нам с одной из марсианских лун. На Земле к настоящему времени уже найдено несколько "пришельцев", чья принадлежность к Красной планете более-менее доказана, однако метеорит, состоящий из вещества марсианского спутника, пока единственный.
Русла высохших рек на Марсе - следствие планетарных катастроф
Периоды, когда климат на Марсе был теплым и влажным, скорее всего были очень кратковременными и наступали только после глобальных катастроф, вызванных столкновениями с астероидами. Тем не менее, данные с космического зонда "Марс Одиссей", свидетельствуют о наличии на планете большого количества водяного льда.
Седна удивляет астрономов
Астрономы детально изучили 35 изображений самого отдаленного из всех известных объектов в Солнечной системе, уже названного неофициально Седна. Эти снимки были получены с помощью космического телескопа "Хаббл". У специалистов вызывает большое удивление то обстоятельство, что Седна, похоже, все-таки не имеет ни одного спутника.
Суборбитальный полет в поисках Вулканоидов
Ученые уже давно предсказывали наличие группы небольших астероидов, обращающихся вокруг Солнца по орбитам, близким к орбите Меркурия. Но до сих пор ни один из таких объектов не был найден. Теперь поиск этих так называемых Вулканоидов был проведен не только с помощью высотных реактивных самолетов, как прежде, но и с помощью камеры, установленной на суборбитальной ракете.
Обнаружена загадочная сила, подталкивающая астероиды к Земле
Ученые из США и Чешской республики впервые сумели зарегистрировать еле заметную, но теоретически очень важную силу негравитационного происхождения, действующую на все небесные тела в Солнечной системе. Для этого пришлось с помощью гигантского космического радара в течение многих лет производить чрезвычайно тонкие измерения орбитального пути одного из околоземных астероидов.
Спутник Юпитера Амальтея после катастрофы превратился в груду камней
Космический корабль "Галилео", запущенный НАСА в 1989 году, сумел в очередной раз удивить ученых. Выяснилось, что Амальтея, ближайший юпитерианский спутник, возле которого "Галилео" пролетел 5 ноября, имеет очень низкую плотность. Это означает, скорее всего, что в толще спутника полно пустот.
Два астероида столкнулись в космосе, забросав Землю осколками
Ученым удалось на Земле найти свидетельство древнего столкновения двух крупных астероидов в космосе, которое, возможно, является причиной до сих пор выпадающего понемногу на нашу планету "огненного дождя". Этот "дождь" поливает нас в течение уже нескольких миллионов лет. То давнее катастрофическое столкновение было одним из самых крупных в новейшей истории Солнечной системы, заявляют исследователи. В нем участвовали два "камешка", каждый из которых имел до 1 тыс км в поперечнике.
Перед исследованием кометы космический зонд тренируется на астероиде
Космический аппарат Stardust, запущенный НАСА в феврале 1999 года для исследования кометы Вилд-2, воспользуется пролетом мимо малого астероида 2 ноября для того, чтобы проверить работоспособность своих датчиков. Подвернувшийся астероид носит имя Анны Франк.
Межзвездный шпионаж: в то время как мы смотрим на Марс, кто-то может смотреть на нас
Роботы-эмиссары, отправленные к нам из других миров, издавна могут контролировать нашу планету, наблюдая медленное развитие жизни и сообщая все подробности своим инопланетным хозяевам. Такой сценарий часто появлялся в литературе, посвященной проблемам внеземных цивилизаций, и теперь Ален Тоф из Университета Торонто постарался изучить эту идею достаточно серьезно для того, чтобы начать осмысленный поиск этих инопланетных "жучков". Мы могли бы уже найти их останки, если бы точно знали, где искать.
Обнародован "портрет" юной Вселенной, полученный зондом WMAP
Новые данные от зонда WMAP обеспечили космологов информацией, позволяющей нарисовать реальную картину раннего этапа в развитии Вселенной. Кроме того, определен возраст нашего мира с беспрецедентной точностью. Он составляет 13,7 млрд лет. Самое большое удивление ученые испытали, когда при анализе данных выяснилось, что первая генерация звезд появилась спустя всего лишь 200 млн лет после Большого взрыва.
Впервые обнаружен "солнечный цикл" у отдаленной звезды
В течение многих лет астрономы задавались вопросом, присущи ли другим звездам, подобным Солнцу, периодические увеличения рентгеновской активности - те, что доставляют землянам, а также их технике (телефонным линиям и линиям электропередач) множество хлопот. Теперь удалось ответить на этот животрепещущий вопрос.
Мы живем во времена аномального Солнца
Солнце в настоящее время активно как никогда. Такого с ним не случалось на протяжении по крайней мере последних 1150 лет. Этот вывод был сделан на основе реконструкции числа солнечных пятен финскими и немецкими учеными. Солнце бушует. За прошлую неделю появление гигантских протуберанцев на нашей звезде привело к мощнейшим выбросам в космос заряженных частиц, послужило причиной небывалых магнитных бурь на Земле, выводящих из строя спутники, телекоммуникационные устройства и причиняющих вред здоровью людей.
Новости по теме
