Astronomen hebben een stap gezet om te begrijpen hoe de maan 4,5 miljard jaar geleden zou kunnen zijn ontstaan ​​uit een gigantische botsing tussen de vroege aarde en een ander massief object.

Wetenschappers onder leiding van Durham University, VK, voerde supercomputersimulaties uit op de DiRAC High-Performance Computing-faciliteit om een ​​planeet ter grootte van Mars, genaamd Theia, naar de vroege aarde te sturen.

Hun simulaties produceerden een in een baan rond de aarde draaiend lichaam dat mogelijk zou kunnen evolueren tot een maanachtig object.

Hoewel de onderzoekers voorzichtig zijn om te zeggen dat dit geen definitief bewijs is van de oorsprong van de maan, ze voegen eraan toe dat het een veelbelovende stap zou kunnen zijn om te begrijpen hoe onze naaste buur gevormd zou kunnen zijn.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Men denkt dat de maan is ontstaan ​​bij een botsing tussen de vroege aarde en Theia, waarvan wetenschappers denken dat het een oude planeet in ons zonnestelsel zou kunnen zijn, ongeveer zo groot als Mars.

Onderzoekers voerden simulaties uit om materiaal van de vroege aarde en Theia vier dagen na hun botsing te volgen, voerde vervolgens andere simulaties uit nadat Theia als een biljartbal ronddraaide.

De gesimuleerde botsing met de vroege aarde leverde verschillende resultaten op, afhankelijk van de grootte en richting van Theia's eerste spin.

Aan het ene uiterste voegde de botsing de twee objecten samen terwijl aan het andere een grazende hit-and-run impact was.

belangrijk, de simulatie waarbij geen spin werd toegevoegd aan Theia produceerde een zelfaantrekkende massa materiaal met een massa van ongeveer 80 procent van de maan, terwijl een ander maanachtig object werd gecreëerd toen een kleine hoeveelheid spin werd toegevoegd.

De resulterende klomp, die zich in een baan rond de aarde na de inslag neerzet, zou groeien door de schijf van puin rond onze planeet op te vegen.

De gesimuleerde klomp heeft ook een kleine ijzeren kern, vergelijkbaar met die van de maan, met een buitenste laag van materialen gemaakt van de vroege aarde en Theia.

Recente analyse van zuurstofisotoopverhoudingen in de maanmonsters verzameld door de Apollo-ruimtemissies suggereert dat een mengsel van vroege aarde en botslichaam de maan zou kunnen hebben gevormd.

Hoofdauteur Sergio Ruiz-Bonilla, een doctoraat onderzoeker aan het Instituut voor Computational Kosmologie van de Universiteit van Durham, zei:"Door verschillende hoeveelheden spin aan Theia toe te voegen in simulaties, of door helemaal geen spin te hebben, het geeft je een hele reeks verschillende uitkomsten voor wat er zou kunnen zijn gebeurd toen de vroege aarde al die miljarden jaren geleden werd geraakt door een enorm object.

"Het is opwindend dat sommige van onze simulaties deze in een baan om de aarde draaiende klomp materiaal produceerden die relatief niet veel kleiner is dan de maan, met een schijf van extra materiaal rond de aarde na de impact die de klomp in de loop van de tijd in massa zou helpen groeien.

"Ik zou niet zeggen dat dit de maan is, maar het is zeker een zeer interessante plek om verder te zoeken."

Het door Durham geleide onderzoeksteam is nu van plan om verdere simulaties uit te voeren die de massa veranderen, snelheid en draaisnelheid van zowel het doel als het botslichaam om te zien welk effect dit heeft op de vorming van een potentiële maan.

Co-auteur Dr. Vincent Eke, van het Instituut voor Computational Kosmologie van de Universiteit van Durham, zei:"We krijgen een aantal verschillende uitkomsten, afhankelijk van het feit of we spin in Theia introduceren of niet voordat het in de vroege aarde crasht.

"Het is bijzonder fascinerend dat wanneer er geen of heel weinig spin aan Theia wordt toegevoegd, de impact met de vroege aarde een spoor van puin achterlaat, die in sommige gevallen een lichaam omvat dat groot genoeg is om een ​​proto-maan te worden genoemd.

"Er zijn mogelijk een aantal mogelijke botsingen die nog moeten worden onderzocht, waardoor we nog beter kunnen begrijpen hoe de maan zich in de eerste plaats heeft gevormd."