Понад 4,5 мільярда років тому катастрофічне зіткнення між Землею та об’єктом розміром з Марс, відомим як Тея, призвело до формування нашого Місяця. Нове дослідження показує, що це не випадковість: Тейя могла сформуватися в тому ж регіоні ранньої Сонячної системи, що й Земля, тобто ці дві планети колись були небесними сусідами. Це відкриття змінює наше розуміння народження Місяця та динаміки ранньої Сонячної системи.
Велике зіткнення і те, що ми знаємо
Зіткнення Землі та Теї стало визначальним моментом в історії нашої планети, сформувавши її склад, масу та орбіту. Однак, оскільки Тея була повністю знищена під час удару, багато питань про її походження залишаються без відповіді. До ключових невідомих можна віднести його розмір, склад і точне місце утворення в ранній Сонячній системі.
Вчені вже давно намагаються реконструювати характеристики Тейї, аналізуючи залишки зіткнення – Землі та Місяця. Це нове дослідження зосереджено на ізотопних ознаках елементів у зразках гірських порід Землі та Місяця, щоб звузити можливе походження Тейї.
Ізотопні співвідношення розкривають підказки
Ключ до реконструкції Тейї лежить у співвідношеннях різних ізотопів (варіацій елементів з різною кількістю нейтронів). У ранній Сонячній системі ізотопи не були розподілені рівномірно. Таким чином, конкретні ізотопні співвідношення всередині небесного тіла можуть вказувати, чи воно утворилося ближче до Сонця чи далі від нього.
Дослідницька група вивчила ізотопи заліза, хрому, молібдену та цирконію в 15 каменях Землі та шести місячних зразках, зібраних астронавтами Аполлона. Аналіз підтвердив тісний зв’язок між Землею та Місяцем, який уже був відомий з інших ізотопних досліджень. Однак ця команда пішла далі, порівнявши ізотопні співвідношення зі складом Землі, щоб перевірити різні сценарії щодо розміру та складу Тейї.
Мантія Землі містить ключ
Критична підказка походить від розплавленого ядра Землі, яке утворилося на початку історії планети та накопичувало важкі елементи, такі як залізо та молібден. Цей процес збіднів мантію Землі (шар між корою та ядром) на ці елементи. Будь-яке залізо, знайдене в мантії сьогодні, ймовірно, прибуло після формування ядра, можливо, доставлене Теєю під час удару.
Як пояснює член команди Тостен Кляйн, «Склад тіла архівує всю історію його формування, включаючи місце походження». Це свідчить про те, що Тея доставила значну частину заліза в мантію Землі.
Аргумент на користь внутрішньої Сонячної системи
Щоб уточнити свою модель, команда порівняла ізотопні ознаки Землі та Тейї з ознаками, знайденими в метеоритах – фрагментах астероїдів, які утворилися разом з планетами. Склад Землі відповідає суміші відомих типів метеоритів з різних частин Сонячної системи. Однак прогнозований склад Теї не відповідає жодному відомому типу метеорита. Це означає, що Тея могла утворитися з раніше невідомих матеріалів, що підтверджує аргумент, що він утворився ближче до Сонця, ніж Земля.
Це відкриття кидає виклик попереднім моделям, які позиціонували Тею як аутсайдера зовнішньої Сонячної системи. Це свідчить про те, що рання внутрішня Сонячна система була більш переповненою та динамічною середовищем, ніж вважалося раніше.
Нове дослідження показує, що Земля і Тея, ймовірно, були сусідами в ранній Сонячній системі, народжені з тих самих матеріалів і умов. Це розуміння не тільки уточнює наше розуміння формування Місяця, але також піднімає ширші питання про міграцію планет і розподіл матеріалів у ранній Сонячній системі.
