Примерно 4,5 миллиарда лет назад в Солнечной системе произошла катастрофа, без которой у Земли не было бы спутника. Объект размером с Марс, названный Тейей, врезался в молодую планету. Обломки разлетелись, а затем собрались в Луну. Эта гипотеза гигантского столкновения доминирует в науке уже больше полувека. Но детали всегда оставались предметом споров. И вот новое моделирование, выполненное учёными из Юго-западного исследовательского института (SwRI) и Университета Аризоны, показало: в классической картине не хватало одной важной переменной.
Прочность, которую считали неважной
Фундамент для современных представлений о рождении Луны заложила ещё работа 2001 года, выполненная доктором Робином Канупом и доктором Эриком Асфаугом. Их модель стала классической. Но в ней и во всех последующих симуляциях прочность сталкивающихся планет не учитывалась. Логика была простой: при столкновении такой чудовищной энергии любая твёрдость не имеет значения — всё равно всё плавится и перемешивается.
Однако доктор Адин Дентон, ведущий автор нового исследования, решила проверить это допущение. Её предыдущая работа по формированию системы Плутон–Харон уже показала: прочность материала критична при столкновениях небольших тел. Но будет ли это справедливо для масштаба Земли и Луны? Ответ оказался неожиданным.
Температура решает всё
Команда Дентон впервые применила вычислительные методы, которые учитывают геологическую прочность в зависимости от температуры. И выяснилось удивительное: то, насколько горячими были Земля и Тейя до столкновения, напрямую определяет судьбу обломков.
Физика проста: горячее тело слабее холодного. Но последствия этого факта оказались колоссальными. В одних сценариях Тейя полностью разрушается, образуя массивный диск обломков, из которого Луна собирается постепенно — за миллионы лет. В других — при определённом сочетании температур и прочности — целая Луна формируется всего за несколько часов.
Пять часов — и Луна готова
Особенно показателен один из сценариев. Когда учёные использовали те же параметры, что и в классической модели 2001 года — вплоть до одинакового распределения температуры внутри обоих тел — но с учётом прочности материала, симуляция показала нечто невероятное. Примерно через пять часов после столкновения из обломков собралась целая Луна. Без стадии медленного накопления из облака пыли. Без долгого формирования из протолунного диска. Готовый спутник.
«В зависимости от того, насколько горячими были Земля и Тейя перед столкновением, удар мог разрушить Тейю и создать диск обломков, из которого со временем сформировалась Луна, — объяснила Дентон. — Но когда я использовала те же параметры, что и в первых моделях, примерно через пять часов появилась целая Луна».
Что это меняет в науке
Хотя отдельные симуляции раньше показывали возможность целой Луны после удара, эта работа впервые доказала: прочность и температура материала играют центральную роль в том, родится ли спутник целым или соберётся из обломков. Это устанавливает важную связь между тепловым состоянием Земли и Тейи в момент столкновения и тем, какой Луна стала сегодня.
Кануп, один из авторов классической работы 2001 года, который не участвовал в новом исследовании, назвал результаты удивительными и захватывающими. По его словам, они могут помочь учёным точнее определить время формирования Луны.
Остаются вопросы
Как и в предыдущих моделях, объяснение того, почему состав Земли и Луны так похож, остаётся открытым. Одна из гипотез: Тейя и протоземля сформировались из одного региона протопланетного диска, тогда как Марс, состав которого заметно отличается, образовался дальше.
Но теперь у учёных есть новый инструмент. Учёт прочности материала открывает путь к более точным моделям и, возможно, к окончательному ответу на вопрос, как именно появилась наша Луна.
Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Изображение: итоговое состояние трёх одинаковых симуляций формирования Луны с разными начальными температурными профилями — от холодного к горячему. Кредит: The Astrophysical Journal Letters (2026).
