Ny teori forklarer, hvordan månen nåede dertil

Jordens måne er et usædvanligt objekt i vores solsystem, og nu er der en ny teori til at forklare, hvordan den er kommet, hvor den er, som sætter nogle vendinger på den nuværende "kæmpe effekt" -teori. Værket er offentliggjort 31. oktober i tidsskriftet Natur .

Månen er relativt stor i forhold til planeten, den kredser om, og den er lavet af næsten de samme ting, minus nogle mere flygtige forbindelser, der fordampede for længe siden. Det adskiller det fra alle andre store objekter i solsystemet, sagde Sarah Stewart, professor i jord- og planetvidenskab ved University of California, Davis og seniorforfatter på papiret.

"Hver anden krop i solsystemet har forskellig kemi, " hun sagde.

Lærebogsteorien om månedannelse går sådan her. Sent i dannelsen af ​​solsystemet kom fasen "kæmpe påvirkning", da varme objekter i planetstørrelse kolliderede med hinanden. Et objekt i Mars-størrelse græssede, hvad der ville blive til Jorden, smider en masse materiale af, hvorfra Månen kondenserede. Denne indvirkning satte vinkelmomentet for Earth-Moon-systemet, og gav den tidlige Jord en fem timers dag. Over årtusinder, månen har trukket sig tilbage fra jorden, og rotationen er bremset til vores nuværende 24-timers dag.

Forskere har fundet ud af dette ved at se på Månens nuværende bane, udregner, hvor hurtigt vinkelmomentet i Earth-Moon-systemet er blevet overført af tidevandskræfterne mellem de to kroppe, og arbejder baglæns.

Men der er et par problemer med lærebogsteorien. Den ene er Månens overraskende jordlignende sammensætning. En anden er, at hvis Månen kondenseres fra en skive af materiale, der roterer omkring Jordens ækvator, den skal være i kredsløb over ækvator. Men Månens nuværende bane er vippet ud af ækvator, hvilket betyder, at der skal have været lagt mere energi i for at flytte den.

Et alternativ til at forklare det hele

Stewart, hendes tidligere postdoktor Matija Ćuk (nu forsker ved SETI Institute i Mountain View, Californien), med Douglas Hamilton ved University of Maryland og Simon Lock, Harvard Universitet, er kommet med en alternativ model.

I 2012, Ćuk og Stewart foreslog, at noget af vinkelmomentet i Earth-Moon-systemet kunne have været overført til Earth-Sun-systemet. Det giver mulighed for en mere energisk kollision i begyndelsen af ​​processen.

I den nye model, en kollision med høj energi efterlod en masse fordampet og smeltet materiale, som jorden og månen dannede fra. Jorden blev sat i gang med en to-timers dag, dens akse peger mod Solen.

Fordi kollisionen kunne have været mere energisk end i den nuværende teori, materialet fra Jorden og slagkraften ville have blandet sig sammen, og både Jorden og Månen kondenseret af det samme materiale og har derfor en lignende sammensætning.

Da vinkelmomentet blev spredt gennem tidevandskræfter, månen trak sig tilbage fra jorden, indtil den nåede et punkt kaldet "LaPlace -planovergangen, "hvor kræfterne fra Jorden på Månen blev mindre vigtige end gravitationskræfterne fra Solen. Dette fik nogle af jordmånens systemets vinkelmoment til at overføres til Jorden-Solsystemet.

Dette gjorde ingen større forskel for Jordens kredsløb omkring Solen, men det vendte Jorden oprejst. På dette tidspunkt, modellerne bygget af teamet viser månen, der kredser om jorden i en høj vinkel, eller tilbøjelighed, til ækvator.

Over et par titusinder af millioner år, Månen fortsatte langsomt med at bevæge sig væk fra Jorden, indtil den nåede et andet overgangspunkt, Cassini -overgangen, på hvilket tidspunkt Månens hældning - vinklen mellem Månens bane og Jordens bane om solen - faldt til omkring fem grader, sætte Månen mere eller mindre i sin nuværende bane.

Den nye teori forklarer elegant Månens kredsløb og sammensætning baseret på en enkelt, kæmpe effekt i begyndelsen, Stewart sagde. Der kræves ingen ekstra mellemliggende trin for at rykke tingene sammen.

"En kæmpe påvirkning sætter hændelsesforløbet i gang, " hun sagde.