At lave månen:Studiet detaljerede ny historie for, hvordan månen blev dannet

Simon Lock ønsker at ændre den måde, du tænker om Månen på.

En kandidatstuderende i Harvard's Department of Earth and Planetary Sciences, Lock er hovedforfatter af en undersøgelse, der tyder på, at Månen - i stedet for at blive spundet ud af eftervirkningerne af en kollision - er opstået fra en massiv, donut-formet sky af fordampet sten kaldet en synestia.

Sammen med Lock, Studiet, udgivet 28. februar i Journal of Geophysical Research:Planeter , er medforfatter af Sarah Stewart (UC Davis), Michail Petaev (Harvard), Zoë Leinhardt (Bristol), Mia Mace (Bristol), Stein Jacobsen (Harvard), og Matija Ćuk (SETI).

"Den almindeligt accepterede teori om, hvordan Månen blev dannet, er, at et legeme på størrelse med Mars kolliderede med proto-Jorden og spundede materiale i kredsløb, " sagde Lock. "Den masse lagde sig til en skive og akkumulerede senere for at danne månen. Det legeme, der var tilbage efter sammenstødet, var Jorden. Dette har været den kanoniske model i omkring 20 år."

Det er en overbevisende historie, Lock sagde, og det er nok heller ikke korrekt.

"At få nok masse i kredsløb i det kanoniske scenarie er faktisk meget svært, og der er et meget snævert udvalg af kollisioner, der måske kan gøre det, " sagde han. "Der er kun et par graders vindue med anslagsvinkler og et meget snævert område af størrelser... og selv da virker nogle stød stadig ikke."

"Dette nye værk forklarer træk ved Månen, som er svære at løse med nuværende ideer, " sagde Stewart, professor i jord- og planetvidenskab ved UC Davis. "Dette er den første model, der kan matche mønsteret af Månens sammensætning."

Hvad mere er, han sagde, test har vist, at det isotopiske "fingeraftryk" for både Jorden og Månen er næsten identiske, tyder på, at begge kom fra samme kilde. Men i den kanoniske historie, Månen dannedes hovedsageligt af resterne af blot en af ​​de to kroppe, der kolliderede.

Men ligesom ligheder mellem Jorden og Månen rejser spørgsmål om den accepterede historie for Månens skabelse, det samme gør deres forskelle.

Forsøg har vist, at Månen er langt mindre udbredt i mange flygtige grundstoffer - såsom kalium, natrium og kobber - der er relativt almindelige på Jorden.

"Der har ikke været en god forklaring på dette, " sagde Lock. "Folk har foreslået forskellige hypoteser for, hvordan Månen kunne have endt med færre flygtige stoffer, men ingen har været i stand til kvantitativt at matche Månens sammensætning."

Scenariet skitseret af Lock og kolleger begynder stadig med en massiv kollision, men i stedet for at skabe en skive af stenet materiale, virkningen skaber en synesti.

"Det er stort, " sagde Lock. "Det kan være ti gange så stort som Jorden, og fordi der er så meget energi i kollisionen, måske er 10 procent af jordens sten fordampet, og resten er flydende...så måden du danner Månen ud af en synestia er meget anderledes."

Det begynder med et "frø" - en lille mængde flydende sten, der samler sig lige ved midten af ​​den donutlignende struktur. Når strukturen afkøles, fordampet sten kondenserer og regner ned mod midten af ​​synestien. Noget af regnen løber ind i Månen, får det til at vokse.

"Hastigheden af ​​regnfald er omkring ti gange så stor som en orkan på Jorden, " sagde Lock. "Med tiden, hele strukturen krymper, og Månen kommer frem fra dampen. Til sidst, hele synestien kondenserer, og det, der er tilbage, er en kugle af roterende flydende sten, der til sidst danner Jorden, som vi kender den i dag."

Hele processen sker bemærkelsesværdigt hurtigt, med Månen, der dukker op fra synestia på blot et par ti år, og Jorden danner omkring 1, 000 år senere.

Vigtigere, Lock sagde, den behandler hvert af problemerne med den kanoniske model for Månens skabelse. Da både Jorden og Månen er skabt af den samme sky af fordampet sten, de deler naturligt lignende isotop-"fingeraftryk". Manglen på flygtige elementer på Månen, i mellemtiden, kan forklares ved, at Månen blev dannet omgivet af snesevis af atmosfærer af damp og ved en temperatur på 4000-6000 Fahrenheit.

"I bund og grund, dette er den første model, der har været i stand til at forklare komplikationerne, og det har været i stand til at gøre det kvantitativt, " sagde Lock. "Dette er en dramatisk anderledes måde at danne Månen på. Du tænker bare ikke på en satellit, der dannes inde i en anden krop, men det er, hvad der ser ud til at ske."

Mens modellen ser ud til at løse nogle langvarige spørgsmål vedrørende skabelsen af ​​Månen, Lock sagde, at arbejdet stadig er i sin indledende fase, og der skal arbejdes mere på at forfine modellen yderligere.

"Dette er en grundlæggende model, " sagde Lock. "Vi har lavet beregninger af hver af de processer, der går ind i dannelsen af ​​Månen og vist, at modellen kunne fungere, men der er forskellige aspekter af vores teori, der vil have brug for flere forhør.

"For eksempel, når månen er i denne damp, hvad gør det ved den damp? Hvordan forstyrrer det det? Hvordan flyder dampen forbi Månen? Det er alt sammen ting, vi skal gå tilbage og undersøge nærmere."