Ученые раскрыли причину появления аномалий на обратной стороне Луны
Новорожденная Луна столкнулась с небольшим планетарным зародышем, чей диаметр не превышал 720-780 километров.
Различия в массе, облике и структуре видимого и обратного полушарий Луны оказались связаны с тем, что спутница Земли практически сразу после рождения столкнулась с небольшой карликовой планетой.
К такому выводу пришли ученые, направившие статью к публикации в журнале JGR: Planets
«Наши расчеты показывают, что новорожденная Луна столкнулась с небольшим планетарным зародышем, чей диаметр не превышал 720-780 километров. Эта катастрофа привела к тому, что обратная сторона Луны была засыпана десятикилометровым слоем обломков, который обнаружили зонды GRAIL в 2011 году», — рассказывает Мынхуа Чжу (Meng Hua Zhu) из Института космических исследований в Макао (Китай).
Обратная сторона Луны, в отличие от относительно равнинной видимой стороны, покрыта многочисленными холмами и кратерами. Кроме того, последние гравитометрические исследования показали, что видимая половинка Луны заметно тяжелее, чем ее «темная» сторона, а кратеры на ее поверхности заметно глубже.
Такую асимметричность спутника Земли планетологи давно пытались объяснить, в частности, неравномерностью охлаждения и застывания «новорожденной» Луны, воздействием гравитации Земли или усиленными «бомбардировками» обратной стороны. Кроме того, некоторые астрономы считают, что на Луну упал как минимум один или несколько «зародышей» планет, породивших эти разночтения в свойствах ее полушарий и объясняющих ее необычный изотопный состав.
Возвышенности и холмы на обратной стороне Луны могут быть «останками» второго маленького спутника Земли, возникшего одновременно с Луной и спустя несколько десятков миллионов лет врезавшегося в нее, заявляют авторы статьи, опубликованной в журнале Nature.
Чжу и его коллеги подтвердили эту теорию, анализируя те данные по структуре коры Луны, которые пара гравитометрических зондов GRAIL собирала перед своей гибелью в декабре 2012 года.
Одно из главных открытий этой пары аппаратов НАСА заключалось в том, что они обнаружили, что кора Луны на ее обратной стороне была примерно на 10-20 километров толще, чем в видимом полушарии. Более того, японский зонд «Кагуйя» и другие научные миссии позже нашли намеки на то, что на поверхности «темной» стороны присутствует достаточно толстый слой из пород мантии, перемешанных с материей коры.
Это натолкнуло команду Чжу, как и многих других исследователей, на мысль, что подобная прослойка могла появиться на Луне в результате ее столкновения с другой спутницей Земли, крупным астероидом или еще одной протопланетой. Подобные гипотезы вызвали массу споров среди ученых, и пока у них нет однозначных доказательств в пользу ни одной из них.
Авторы статьи подошли к их проверке с другой стороны. Они создали компьютерную модель, в рамках которой они сталкивали юную Луну с различными объектами и следили за тем, к каким последствиям это приведет. В их число, как подчеркивают ученые, могли входить не только крупные и мелкие астероиды, но и небольшие протопланеты, тысячи которых тогда населяли Солнечную систему.
Как оказалось, падения подобного «зародыша» размером с современную Цереру на видимую сторону Луны было вполне достаточно для того, чтобы покрыть ее обратную половину толстым слоем обломков и поменять доли титана, вольфрама и гафния в ее коре в «нужную» сторону.
Остальные фрагменты этого объекта, по словам планетологов, должны были «утонуть» в мантии Луны после столкновения. На месте падения остался лишь огромный кратер диаметром в 2800 километров, который постепенно заполнился легкой лунной лавой. Это должно было породить несколько гравитационных аномалий, которые ученые пытаются сейчас найти.
Взаимодействие гравитации Земли с новорожденной Луной привело к тому, что наиболее плотные и химически сложные породы скопились на видимой стороне Луны, а легкие, примитивные минералы оказались на обратной стороне спутника нашей планеты, заявляют астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
Что интересно, судя по скорости столкновения – она составляла 6,8-7,2 километра в секунду, эта древняя протопланета не могла быть вторым спутником Земли. Скорее всего, она возникла неподалеку от места рождения нашей планеты и тоже вращалась вокруг Солнца.
Гравитационные взаимодействия с другими телами юной Солнечной системы выбросили ее на орбиту Земли и нацелили на Луну. Это обрекло ее на гибель и породило одну из главных загадок ее «темной стороны», которую сейчас изучает китайский луноход «Юйту-2».
(с) https://jgr-planets-submit.agu.org
(с) https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/journal/21699100
