Оказывается, невидимая сторона Луны совершенно не похожа на видимую, то есть на ту, которая обращена к Земле. Передняя сторона Луны имеет довольно гладкую поверхность, она покрыта «морями» застывшей вулканической лавы. Конечно, она испещрена метеоритными кратерами, все-таки Луне почти столько же лет, что и Земле, так что метеоритов на нее упало за это время несчетное множество, а атмосферы защититься, как у Земли, у нее не было. Но если не считать кратеров, она удивительно гладкая. Задняя сторона тоже имеет несчетное множество кратеров, а отличие ее в том, что о ней никак не скажешь «гладкая». Напротив, там доминируют высокогорные плато и глубокие долины. Исследовательские спутники, которые с помощью спектрографов изучали химический состав лунной поверхности, выявили, что и этот состав на двух сторонах Луны весьма различен: передняя сторона заметно богаче калием, фосфором и редкоземельными элементами. Такое сочетание химических элементов хорошо известно.
Астрономы остроумно сравнили орбиту «второй Луны» с подковой, по которой этот новый спутник Земли только и может перекатываться, в то время как Земля расположилась между дужками подковы (вверху). Внизу: так астрономы представляют себе различные фазы столкновения двух Лун планетологам: это как раз та комбинация веществ, которая должна была сконцентрироваться в последних по времени остывания слоях подпочвенной магмы, образовавших лунную кору. Наконец, сама кора эта на разных сторонах Луны тоже разная - на невидимой стороне она на 50 километров толще, чем на видимой.
Такое впечатление, что какой-то удар сдвинул еще незастывшую магму вместе с ее калием, фосфором и редкоземельными элементами в сторону видимой части Луны, то есть ту, которая обращена к Земле, причем уже после того, как остальная часть лунной магмы успела застыть. Стало быть, этот удар пришелся по задней стороне - этакий пинок! И можно даже думать, что «лишние» 50 километров лунной коры с задней стороны - как раз остатки того тела, которое нанесло этот удар. И таким телом, разумеется, не был какой-нибудь гигантский метеорит. Он попросту разворотил бы Луну в этом месте, оставив по себе такого же гигантского масштаба кратер (как это имеет место, например, на Меркурии с его кратером Калорис диаметром в 1550 километров).
Так утверждают ученые (Э. Асфог и М. Утци) в недавней статье в журнале Nature, в которой выдвигается гипотеза, имеющая целью объяснить эти лунные загадки. Но для начала припомним, как представляют себе специалисты историю нашей Луны. Планетология говорит, что Земля, как и все другие околосолнечные планеты, образовалась практически одновременно с Солнцем, то есть примерно 4,56 миллиарда лет тому назад. Возраст Луны определен примерно в 4,53 миллиарда лет, что на 30 миллионов лет меньше. Иными словами, Луна образовалась несколько позже Земли, но в самый ранний период земного существования. Поскольку в те времена по соседству с Землей из того же первичного газопылевого облака формировались также другие, более или менее крупные космические тела (прото-Марс, прото-Венера, прото-астероиды), можно предположить, что Земля «захватила» какое-нибудь из них, пролетавшее мимо нее, и сделала его своим спутником. Но гравитации Земли недостало бы для захвата такого крупного тела, как Луна. Другая гипотеза объясняет появление Луны центробежными силами: прото-Земля, мол, так быстро вращалась, что из ее ядра вырвался огромный кусок вещества. Но этот сценарий требует такого быстрого вращения прото-Земли, которое не согласуется с ее нынешним вращательным моментом. Наконец, третья гипотеза предполагает, что Земля и Луна образовались совместно, в одном и том же месте газопылевого облака, - но тогда чем объяснить, что на Луне много меньше железа?
Большинство планетологов считают сегодня, что самым правдоподобным является четвертый сценарий - столкновение прото-Земли с каким-то другим крупным космическим телом. Часть вещества обоих столкнувшихся тел, выброшенная в космос в результате такого удара, могла постепенно собраться в нынешнюю Луну. Эта возможность подтверждается компьютерными расчетами, которые показали, к тому же, что в таком случае основная часть вещества Луны должна была прийти из налетевшего тела, а не из прото-Земли.
Итак, примем, что Луна родилась в результате соударения прото-Земли с другим космическим телом, и, вернувшись к перечисленным выше лунным загадкам.
Подобно тому, как загадку появления Луны объясняют соударением Земли с каким-то космическим телом, так Асфог и Утци объясняют загадки самой Луны, то есть различия ее видимой и невидимой сторон, ее собственным соударением с другим космическим телом. Они построили компьютерную модель, которая показывает, что все особенности нынешней Луны могут быть объяснены ее столкновением с телом, имевшим массу примерно в 30 раз меньше, чем Луна, и примерно 1000 километров в диаметре. Этим телом, - была «вторая Луна» Земли.
Выдвигаем смелое предположение, что одновременно с нашей нынешней Луной, в результате того же соударения, из того же выброшенного ударом вещества, образовалась еще одна луна, поменьше. В системе Земля-Луна есть несколько точек, где гравитационные воздействия этих двух тел приблизительно уравновешиваются. Они называются точками Лагранжа и находятся на орбите, по которой Луна обращается вокруг Земли, в 60 градусах впереди и позади самой Луны. Если какая-то часть выброшенного ударом вещества случайно попала в одну из этих точек, она могла, не испытывая никакого стороннего воздействия, оставаться там достаточно долго, чтобы собраться в довольно крупное тело и затвердеть. Одновременно затвердевала и наружная кора Луны. Поначалу орбиты обеих лун должны были проходить довольно близко к Земле, но
под влиянием приливных сил постепенно, в течение миллионов лет, отходили все дальше и дальше (лунная орбита и сейчас продолжает расширяться на 3 сантиметра в год), и когда они оказались на расстоянии около трети нынешнего расстояния от Земли до Луны, влияние Солнца изменилось настолько, что положение «второй Луны» стало нестабильным, и она начала медленно приближаться к Луне по их общей (околоземной) орбите.
Дальнейшие события, если верить расчетам, выглядели следующим образом. Малая луна надвигалась на большую так медленно, что при их столкновении не образовала большой огромный кратер, а вырыла на ее задней поверхности своего рода «яму», глубиной в одну пятую своего размера, и попросту расплющилась в ней. За считанные часы из двух лун образовался своеобразный «бутерброд»: на задней стороне возник слой вещества бывшей малой луны толщиной около 50 километров, а часть еще не затвердевшей магмы большой луны хлынула на переднюю сторону вместе со своими редкоземельными элементами, калием и фосфором. В каковом состоянии наша Луна и пребывает вплоть до настоящего времени.
Комментаторы называют гипотезу «элегантной», но отмечают, что есть и другие возможные объяснения лунных странностей, и потому следует подождать, что скажет новая исследовательская экспедиция НАСА, в ходе которой на орбиту вокруг Луны должны быть выведены два синхронно обращающиеся спутника, снабженные чувствительными гравиметрами. Они позволят выявить точное распределение масс внутри Луны и тем самым помогут решить, какое из конкурирующих объяснений ее загадок ближе к истине.