Примерно с середины 1970-х годов наиболее популярной гипотезой образования Луны является столкновение формирующейся Земли с планетой размером с Марс, которую окрестили Тейей.
Буквально до последнего считалось, что на формирование Луны ушли тысячи лет. Результаты новой работы, основанной на моделировании с помощью суперкомпьютера, указывают на то, что это могло произойти буквально за несколько часов.
В первоначальной гипотезе один из нерешённых вопросов заключается в том, почему, если Луна в основном состоит из Тейи, многие из её пород имеют поразительное сходство с теми, что найдены на Земле? Некоторые учёные предположили, что на создание Луны ушло больше материала Земли, чем Тейи, но эта идея создает свои проблемы. К примеру, ранее созданные компьютерные модели предполагают, что Луна, состоящая в основном из земного материала, будет иметь совершенно иную орбиту, чем та, которую мы видим сегодня.
Авторы нового исследования обратились к компьютерной программе, которая предназначена для точного моделирования сложной и постоянно меняющейся сети гравитационных и гидродинамических сил, действующих на большое количество материи одновременно.
Сделать это точно — крайне непростая вычислительная задача, поэтому учёные использовали суперкомпьютер COSMA (сокращение от «космологическая машина») для запуска программы.
Были смоделированы сотни столкновений Земли с Теей под разными углами, с различными скоростями и другими параметрами. Разрешения в этих симуляциях определяются количеством частиц, используемых в моделировании. Стандартное разрешение моделирования в таких случаях обычно составляет от 100 000 до 1 миллиона частиц, но в новом исследовании учёные смогли смоделировать до 100 миллионов частиц.
Моделирование с более высоким разрешением предоставило исследователям Луну, которая сформировалась за считанные часы после столкновения Земли и с Тейей (первая часть видео). Эта модель даёт максимально элегантные ответы, связанные со свойствами Луны: наклонная орбита, частично расплавленная и тонкая кора.
Есть ещё одна подходящая модель, в рамках которой после столкновения образовалось два тела (вторая часть видео), меньшее из которых и стало Луной. Гравитация большего тела вытолкнула будущую Луну на её широкую и стабильную орбиту. В этом случае времени на формирование нашего естественного спутника потребовалось больше, но всё снова получилось так, как и должно.
Исследователям ещё предстоит изучить образцы породы, которые были доставлены на Землю в рамках программы «Аполлон», а также вновь привезённых астронавтами «Артемиды», прежде чем они смогут подтвердить или опровергнуть ту или иную гипотезу. Так или иначе, визуализация выглядит просто потрясающе! Вот для этого и нужны современные технологии.
Подписывайтесь на каналы в Telegram и ВК и делитесь статьёй с друзьями.
