Последние 30 лет было принято считать, что Луна образовалась в результате столкновения Тейи, протопланетного тела, с "зародышем" Земли. Столкновение привело к выбросу материи Тейи и прото-Земли в космос, из этой материи и сформировалась Луна. Теория столкновения прото-Земли с крупным небесным телом хорошо объясняет массу Луны, малое содержание железа на ней и прочие параметры.

Однако при таком столкновении значительную часть материала, составляющего Луну, должна была принести гипотетическая Тейя. По своему составу она должна была отличаться от Земли, как отличается от нее большинство небесных тел внутренней области Солнечной системы, которая включает планеты земной группы и астероиды. Но на самом деле состав Земли и Луны очень похож, вплоть до одинаковых долей изотопов многих металлов и прочих элементов.

Четыре года назад Чук и его коллега Сара Стьюарт придумали, как объяснить это почти 100% сходство в составе Луны и Земли, предложив гипотезу "планеты-юлы". В соответствии с ней, прото-Земля вращалась столь быстро, что она была похожа не на шар, а на сплющенную "юлу", которая совершала один оборот всего за два часа. Столкновение Тейи с этой "юлой" должно было привести к полному перемешиванию их материи и рождению Луны, идентичной по составу юной Земле.

Проблема, как впоследствии обнаружили сами авторы этой идеи, заключается в том, что подобная гипотеза не объясняет того, почему ось вращения Луны склонена на 5 градусов по отношению к плоскости орбиты нашей планеты, по которой Земля вращается вокруг Солнца.

Дальнейшее изучение этого вопроса показало, что в прошлом, когда Луна постепенно удалялась от Земли после ее рождения, приливные силы должны были сильно сдвинуть ось нашей планеты, что поставило идею "планеты-юлы" под сомнение. Кроме того, у ученых не было четкого объяснения того, как Земля могла замедлить свое вращение вокруг своей оси до текущих значений этого параметра.

Чук и его коллеги нашли способ "спасти" свою теорию, в буквальном смысле повернув Землю на бок. По их словам, новорожденная Земля могла вращаться вокруг Солнца не в "вертикальном" положении, а лежа на боку, подобно Урану, чья ось вращения повернута почти на 90 градусов.

Как показало компьютерное моделирование столкновение Земли-"юлы" и Тейи, наиболее правдоподобные результаты получались, парадоксальным образом, в тех случаях, когда Земля изначально "лежала" на боку, а Луна вращалась вокруг нее фактически ровно по линии экватора, который в то время проходил через те точки, которые сейчас занимают северный и южный полюса.

Подобное "перпендикулярное" расположение орбит Луны (вокруг нашей планеты) и Земли (вокруг Солнца) приводило к появлению крайне интересных гравитационных взаимодействий между светилом и двумя планетами.

На первом этапе этих взаимодействий Луна выступала в качестве своеобразного "гравитационного каната", который перетягивали между собой Земля и Солнце. В результате этого скорость вращения нашей планеты быстро снизилась до почти современных значений за мгновения по космическим меркам, несколько миллионов лет.

Когда вращение земной "юлы" замедлилось до определенной скорости, Луна, при "поддержке" Солнца, начала постепенно "поднимать" орбиту Земли, приблизив ее к современному углу наклона в 21 градус. Вместе с Землей двигалась и сама Луна, опустившись до современной орбиты, наклоненной к плоскости орбиты Земли на 6 градусов.

Как считает Чук, подобное объяснение рождения Луны важно не только для понимания истории нашей планеты, но и для оценки возможностей существования жизни за пределами Солнечной системы. Существование разных путей "наклона" оси планеты, по мнению планетолога, увеличивает наши шансы на обнаружение жизни, особенно у тех экзомиров, у которых есть большие спутники наподобие нашей Луны.

Источник: ria.ru

Оригинальная статья: http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature19846.html