Al decenia, wetenschappers hebben nagedacht over hoe de aarde aan haar enige satelliet kwam, de maan. Terwijl sommigen hebben beweerd dat het is gevormd uit materiaal dat door de aarde verloren is gegaan door middelpuntvliedende kracht, of werd gevangen door de zwaartekracht van de aarde, de meest algemeen aanvaarde theorie is dat de maan ongeveer 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd toen een object ter grootte van Mars (genaamd Theia) in botsing kwam met een proto-aarde (ook bekend als de Giant Impact Hypothesis).

Echter, omdat de proto-aarde veel gigantische inslagen heeft ondergaan, Er wordt verwacht dat er in de loop van de tijd verschillende manen in een baan eromheen zijn gevormd. Zo rijst de vraag, wat is er met deze manen gebeurd? Door deze vraag op te werpen, een team een ​​internationaal team van wetenschappers voerde een onderzoek uit waarin ze suggereren dat deze "maantjes" uiteindelijk terug op de aarde zouden kunnen zijn neergestort, laat alleen degene die we vandaag zien.

De studie, getiteld "Moonfalls:Botsingen tussen de aarde en haar vorige manen", onlangs online verschenen en wordt momenteel beoordeeld voor publicatie door de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society . De studie werd geleid door Uri Malamud, een postdoctoraal onderzoeker van het Technion Israeli Institute of Technology, en omvatte leden van de Universiteit van Tübingen, Duitsland, en de Universiteit van Wenen.

Ter wille van hun studie, Dr. Malamud en zijn collega's dachten na over wat er zou gebeuren als de aarde, in zijn vroegste vorm, had meerdere gigantische gevolgen gehad die dateren van vóór de botsing met Theia. Elk van deze inslagen zou het potentieel hebben gehad om een ​​sub-maanmassa "maantje" te vormen die door zwaartekracht in wisselwerking zou staan ​​met de proto-aarde, evenals eventuele eerder gevormde maantjes.

uiteindelijk, dit zou hebben geleid tot fusies tussen maantjes en maantjes, de maantjes die uit de baan van de aarde worden geworpen, of de maantjes die naar de aarde vallen. Uiteindelijk, Dr. Malamud en zijn collega's kozen ervoor om deze laatste mogelijkheid te onderzoeken, omdat het nog niet eerder door wetenschappers is onderzocht. Bovendien, deze mogelijkheid zou een drastische impact kunnen hebben op de geologische geschiedenis en evolutie van de aarde. Zoals Malamud via e-mail aan Universe Today aangaf:

"In het huidige begrip van planeetvorming waren de late stadia van terrestrische planeetgroei door vele gigantische botsingen tussen planetaire embryo's. Dergelijke botsingen vormen aanzienlijke puinschijven, die op hun beurt manen kunnen worden. Zoals we suggereerden en benadrukten in deze en onze vorige papers, gezien de snelheid van dergelijke botsingen en de evolutie van de manen - zal het bestaan ​​van meerdere manen en hun onderlinge interacties tot maanvallen leiden. Het is een inherente, onontkoombaar onderdeel van de huidige planeetvormingstheorie."

Echter, omdat de aarde een geologisch actieve planeet is, en omdat de dikke atmosfeer leidt tot natuurlijke verwering en erosie, het oppervlak verandert drastisch met de tijd. Als zodanig, het is altijd moeilijk om de effecten te bepalen van gebeurtenissen die plaatsvonden tijdens de vroegste perioden van de aarde - d.w.z. de Hadean Eon, die 4,6 miljard jaar geleden begon met de vorming van de aarde en 4 miljard jaar geleden eindigde.

Om te testen of er tijdens deze Eon meerdere effecten kunnen hebben plaatsgevonden, resulterend in maantjes die uiteindelijk op de aarde vielen, het team voerde een reeks hydrodynamische (SPH) simulaties uit met gladde deeltjes. Ze beschouwden ook een reeks maanmassa's, botsingshoeken en initiële rotatiesnelheden van de proto-aarde. In principe, als er in het verleden maantjes op de aarde zijn gevallen, het zou de rotatiesnelheid van de proto-aarde hebben veranderd, wat resulteert in zijn huidige siderische rotatieperiode van 23 uur, 56 minuten, en 4,1 seconden.

Uiteindelijk, ze vonden bewijs dat, hoewel directe effecten van grote objecten niet waarschijnlijk waren, dat er een aantal grazende getijdenbotsingen hadden kunnen plaatsvinden. Deze zouden ervoor hebben gezorgd dat materiaal en puin in de atmosfeer werden gegooid, wat kleine maantjes zou hebben gevormd die vervolgens met elkaar in wisselwerking zouden zijn gekomen. Zoals Malamud uitlegde:

"Onze resultaten laten echter zien dat in het geval van een maanval, de verdeling van het materiaal van de maanval is niet eens op de aarde, en daarom kunnen dergelijke botsingen aanleiding geven tot asymmetrieën en inhomogeniteiten in de samenstelling. Zoals we in de krant bespreken, er is feitelijk mogelijk bewijs voor het laatste - maanvallen kunnen mogelijk de isotopische heterogeniteiten verklaren in zeer siderofiele elementen in terrestrische gesteenten. In principe kan een maanbotsing ook een grootschalige structuur op de aarde produceren, en we speculeerden dat een dergelijk effect zou kunnen hebben bijgedragen aan de vorming van het vroegste supercontinent van de aarde. dit aspect, echter, is meer speculatief, en het is moeilijk om direct te bevestigen, gezien de geologische evolutie van de aarde sinds die vroege tijden."

Deze studie breidt de huidige en alom populaire Giant Impact Hypothese effectief uit. In overeenstemming met deze theorie, de maan gevormd tijdens de eerste 10 tot 100 miljoen jaar van het zonnestelsel, toen de terrestrische planeten zich nog vormden. Tijdens de laatste fasen van deze periode, deze planeten (Mercurius, Venus, Aarde en Mars) worden verondersteld voornamelijk te zijn gegroeid door inslagen met grote planetaire embryo's.

Sinds die tijd, de maan wordt verondersteld te zijn geëvolueerd als gevolg van wederzijdse getijden van de aarde en de maan, migreren naar buiten naar de huidige locatie, waar het sindsdien is geweest. Echter, dit paradigma houdt geen rekening met effecten die plaatsvonden vóór de komst van Theia en de vorming van de enige satelliet van de aarde. Als resultaat, Dr. Malamud en zijn collega's beweren dat het los staat van het bredere beeld van de vorming van terrestrische planeten.

Door rekening te houden met mogelijke botsingen die dateren van vóór de vorming van de maan, zij beweren, wetenschapper zou een completer beeld kunnen hebben van hoe zowel de aarde als de maan zich in de loop van de tijd hebben ontwikkeld. Deze bevindingen kunnen ook implicaties hebben als het gaat om de studie van andere zonneplaneten en manen. Zoals Dr. Malamud aangaf, er is al overtuigend bewijs dat grootschalige botsingen de evolutie van planeten en manen beïnvloedden.

"Op andere planeten zien we bewijs voor zeer grote inslagen die topografische kenmerken op planeetschaal produceerden, zoals de zogenaamde Mars-dichotomie en mogelijk de tweedeling van het oppervlak van Charon, " zei hij. "Deze moesten het gevolg zijn van grootschalige effecten, maar klein genoeg om subglobale planeetkenmerken te maken. Maanvallen zijn natuurlijke voorouders van dergelijke effecten, maar men kan een aantal andere grote inslagen door asteroïden die soortgelijke effecten zouden kunnen veroorzaken niet uitsluiten."

Er is ook de mogelijkheid dat dergelijke botsingen in de verre toekomst plaatsvinden. Volgens de huidige schattingen van zijn migratie, Marsmaan Phobos zal uiteindelijk neerstorten op het oppervlak van de planeet. Hoewel klein vergeleken met de impact die maantjes en de maan rond de aarde zouden hebben gecreëerd, deze uiteindelijke botsing is een direct bewijs dat maanvallen in het verleden hebben plaatsgevonden en in de toekomst opnieuw zullen plaatsvinden.

Kortom, de geschiedenis van het vroege zonnestelsel was gewelddadig en catastrofaal, met veel creatie als gevolg van krachtige botsingen. Door een completer beeld te krijgen van hoe deze impactgebeurtenissen de evolutie van de terrestrische planeten beïnvloedden, we kunnen nieuw inzicht krijgen in hoe levendragende planeten zijn gevormd. Dit, beurtelings, zou ons kunnen helpen om dergelijke planeten in extra-zonnestelsels op te sporen.