Загадочное столкновение

Новый факт о происхождении Луны

Предполагается, что Луна возникла примерно 4,5 миллиарда лет назад. Выдвигаются несколько различных версий ее формирования. Это и расщепление Земли на два автономных объекта, и одновременное образование системы «Земля – Луна», и гравитационный захват, и, наконец, столкновение Земли с крупным космическим телом размером с планету Марс. Последняя теория и считалась до сих пор основной. Однако недавнее обнаружение на Луне ионов углерода доказывает, что она в корне неверна.

Согласно астрофизической гипотезе в результате соударения с неизвестным телом из нашей планеты «выбило» кусок расплавленной мантии, который позднее сформировался в естественный спутник… Как выяснилось, у Луны имеется слабое магнитное поле, и ранее предполагалось, что оно является следствием тектонической активности. А вот атмосфера у нее практически отсутствует.

Первые доказательства того, что Луна обладает ионосферой, были получены в 1970‑х годах, когда советские орбитальные зонды «Луна-19» и «Луна-22» обнаружили на расстоянии десятков километров над ее поверхностью слой заряженных частиц, содержащий до 1000 электронов на один кубический сантиметр. Впоследствии сведения о наличии вокруг Луны плотной ионосферной оболочки подтвердились. Но откуда она взялась, было совершенно непонятно.

Так, у нашей планеты ионосфера представляет собой слой ионизированного газа, который выделяется из частиц воздуха под воздействием солнечных лучей (ультрафиолета). Для земной жизнедеятельности ионосфера играет важную роль. В частности, она отражает радиоволны, влияя на связь и навигацию. Возмущения ионосферы могут приводить к сбоям в работе приборов GPS.

Как видим, для создания ионосферы нужен воздух. У Луны же практически нет атмосферы, по крайней мере, в нашем понимании. Правда, на поверхность спутника просачивается небольшое количество газа, который образуется в результате радиоактивного распада в лунных недрах и воздействия солнечного ветра.
Содержание газов у поверхности Луны в «ночное» время не превышает 200000 частиц на один кубический сантиметр. «Днем» оно увеличивается вдвое за счет дегазации грунта. Такая концентрация соответствует состоянию глубокого вакуума, поэтому днем поверхность Луны накаляется до +120 градусов по Цельсию, а в ночные часы или даже в тени она остывает до -160 градусов по Цельсию.

Совсем недавно группа исследователей из разных научных центров Японии, проанализировав данные, полученные с японского спутника «Кагуя», пришла к выводу, что на всей территории Луны присутствуют ионы углерода. И это никак не согласуется с прежней теорией образования спутника в результате мгновенного столкновения Земли с другим космическим объектом.

Дело в том, что Земля и Луна имеют сходный состав коры. Однако углерод принадлежит к легколетучим элементам. «Считалось, что на Луне некогда был океан магмы, исходя из анализа образцов пород, – прокомментировал один из участников проекта, Масаки Мацусима из отделения исследований Земли и планет Токийского политехнического института. – Однако если бы был океан магмы, то легколетучие элементы исчезли бы. Это не сочетается с гипотезой большого столкновения».

По словам Мацусимы, математическое моделирование показало, что при мгновенном столкновении Земля и Луна не могли быть одинаковыми по составу: «Есть и другие гипотезы – медленное столкновение, множественные столкновения и прочие». В каждом отдельном случае получаются разные результаты.

Как рассказал ученый, данные, полученные с помощью лунного магнитометра (LMAG), установленного на борту «Кагуи», «дают основание полагать, что радиус ядра Луны меньше, чем 400 километров, и что лунное динамо выработало магнитное поле, которое сохранилось в виде магнитных аномалий в лунной коре».

В то же время коллега Мацусимы Сеитиро Ёкота из Университета Осаки высказал предположение о том, что в прежних моделях, связанных со столкновением, не предусматривалось существования на Луне летучих элементов, таких как вода и углерод, а между тем на момент столкновения они уже там были.

«С развитием компьютерной техники появились модели столкновения, которые допускают наличие летучих элементов, – говорит Ёкота. – Наше открытие может дать возможность пересмотреть происхождение и эволюцию Луны с точки зрения новой теории». Во время столкновения вокруг космических тел образуется так называемый планетарный диск из расплавленных обломков. Ёкота считает, что в данном случае этот диск имел сложную структуру, в его верхних частях доминировали более тяжелые элементы. «Я также верю, что земная синестия (масса испаренной породы) из-за гигантского столкновения могла допустить некоторое число легколетучих элементов и на Луне», – добавил ученый.

В свою очередь Кадзуси Асамура из Института космического пространства и астрономических исследований Японского аэрокосмического агентства (JAXA) полагает, что последние открытия, связанные с Луной, вовсе не противоречат теории гигантского столкновения. Он сказал, что существуют такие модели, которые допускают присутствие на спутнике Земли легколетучих элементов, но не в газо­образной форме, а, скажем, в виде атомов и молекул, «внедренных» в лунный грунт. Это так называемое сырое столкновение, тогда как более ранние, «сухие», теории, отрицают наличие на Луне таких элементов.

Вместе с тем стоит ли раздувать сенсацию из самого факта обнаружения лунного углерода? Хидэтоси Сибуя из отделения исследований Земли и экологии Университета Кумамото заявляет: «Все теории в планетологии для меня спекулятивны. Поэтому то, что мы нашли, важно не потому, что это противоречит стандартной теории, а потому, что появился новый факт для объяснения любой теории происхождения Луны».

Ирина ШЛИОНСКАЯ