ماه صد میلیون سال پس از ایجاد منظومه شمسی شکل گرفت. این موضوع دانشمندان را به این فکر واداشته است که چه چیزی باعث تولد این ماهواره در سیاره ما شده است، اگر این امر از رویدادهای شکل گیری سیارات ناشی نمی شود. در اینجا فقط سه مورد از قابل قبول ترین توضیح ها آورده شده است.
فرضیه یک ضربه غول پیکر
نظریه غالب که توسط جامعه علمی پشتیبانی می شود، فرضیه ضربه غول پیکر، نشان می دهد که ماه زمانی شکل گرفت که یک جسم به زمین اولیه برخورد کرد. مانند سیارات دیگر، زمین نیز توسط ابر باقی مانده از غبار و گاز که به دور خورشید جوان می چرخد، تشکیل شده است. منظومه شمسی اولیه محل خشونت بود و تعدادی اجسام ایجاد شدند که هرگز به وضعیت کامل سیاره ای نرسیدند. یکی از آنها می توانست اندکی پس از ایجاد سیاره جوان روی زمین سقوط کند.
جسمی به اندازه مریخ که با نام تئا شناخته می شود، با زمین برخورد کرد و قطعات تبخیر شده از پوسته سیاره جوان را به فضا پرتاب کرد. گرانش ذرات پرتاب شده را به هم متصل می کند و قمری را ایجاد می کند که از نظر سیاره میزبان، بزرگترین ماه در منظومه شمسی است. این نوع شکل‌گیری توضیح می‌دهد که چرا ماه عمدتاً از عناصر سبک‌تر تشکیل شده است، که باعث می‌شود چگالی آن کمتر از زمین باشد - موادی که آن را تشکیل داده‌اند از پوسته زمین می‌آیند، در حالی که هسته سنگی سیاره را دست نخورده باقی می‌گذارد. همانطور که مواد در اطراف آنچه از هسته تئا باقی مانده جمع می شود، در نزدیکی صفحه دایره البروجی زمین متمرکز می شود، مسیری که خورشید در آسمان طی می کند، جایی که ماه امروز به دور آن می چرخد.
به گفته ناسا، "زمانی که زمین جوان و این جسم فریبنده با هم برخورد کردند، انرژی درگیر 100 میلیون برابر بیشتر از رویدادی بود که بعدها تصور می شد دایناسورها را نابود کرده است."
اگرچه این محبوب ترین نظریه است، اما بدون چالش نیست. اکثر مدل ها پیشنهاد می کنند که بیش از 60 درصد ماه باید از مواد Theia ساخته شده باشد. اما نمونه های سنگی از ماموریت های آپولو چیز دیگری را نشان می دهد.
الساندرا ماستروبونو-باتیستی، اخترفیزیکدان موسسه فناوری اسرائیل در حیفا، به Space.com گفت: از نظر ترکیب، زمین و ماه تقریباً دوقلو هستند و حداکثر ترکیبی از چندین میلیون قسمت دارند. این جنجال بر این مدل بسیار تأثیرگذار سایه افکنده است.»
در سال 2020، یک مطالعه منتشر شده در علم طبیعت، توضیحی در مورد اینکه چرا ماه و زمین چنین ترکیبی مشابه دارند، ارائه کرد. پس از مطالعه ایزوتوپ های اکسیژن در سنگ های ماه که فضانوردان آپولو به زمین آورده بودند، محققان دریافتند که تفاوت کمی با سنگ های زمین وجود دارد. نویسندگان این مطالعه می‌نویسند که نمونه‌های جمع‌آوری‌شده از گوشته عمیق ماه (لایه زیر پوسته زمین) بسیار سنگین‌تر از نمونه‌های موجود در زمین هستند و دارای ترکیبات ایزوتوپی هستند که بیشتر نشان‌دهنده ضربه‌گیر اولیه Thea است.
در اوایل سال 2017، محققان اسرائیلی یک نظریه جایگزین برای برخورد ارائه کردند که نشان می‌دهد بارانی از زباله‌های کوچک برای ایجاد ماه روی زمین باریده است.
رالوکا روفو، محقق مؤسسه تحقیقاتی ویزمن در اسرائیل و نویسنده اصلی این مطالعه، به Space.com گفت: سناریوی چند ضربه ای روش طبیعی تری برای توضیح شکل گیری ماه است. "در مراحل اولیه منظومه شمسی، تاثیرات بسیار فراوان بود. بنابراین، تشکیل ماه برای چندین عنصر کوبه ای رایج طبیعی تر از یک عنصر خاص است.
نظریه هم‌شکلی
قمرها همچنین می توانند همزمان با سیاره مادرشان تشکیل شوند. بر اساس چنین توضیحی، گرانش باعث می‌شود که مواد در منظومه شمسی اولیه به هم نزدیک شوند و گرانش ذرات را به یکدیگر متصل کرده و زمین را تشکیل دهد. چنین قمری ترکیب بسیار مشابهی در این سیاره خواهد داشت و موقعیت فعلی ماه را توضیح می دهد. با این حال، اگرچه زمین و ماه مواد مشابهی دارند، ماه چگالی بسیار کمتری نسبت به سیاره ما دارد، که اگر هر دو با عناصر سنگین یکسان در هسته خود شروع کنند، احتمالاً اینطور نخواهد بود.
در سال 2012، محقق رابین کاناپ از مؤسسه تحقیقاتی جنوب غربی در تگزاس پیشنهاد کرد که زمین و ماه همزمان با برخورد دو جرم پرجرم پنج برابر مریخ با یکدیگر تشکیل می شوند.
ناسا گفت: «پس از این برخورد، دو جسم با اندازه مشابه دوباره با هم برخورد کردند و یک زمین اولیه را تشکیل دادند که توسط قرصی از مواد احاطه شده بود که برای تشکیل ماه ترکیب می شود. «برخورد مجدد و ادغام متعاقب آن دو بدن را با ترکیبات شیمیایی مشابهی که امروزه مشاهده می‌شود، به همراه داشت.
تئوری گرفتن
گرانش زمین ممکن است جسمی را که در حال گذر است جذب کرده باشد، همانطور که در مورد سایر قمرهای منظومه شمسی مانند قمرهای مریخی اتفاق افتاده است. فوبوس و دیموس. بر اساس تئوری ضبط، یک جسم سنگی که در جای دیگری از منظومه شمسی تشکیل شده است، می تواند به مدار زمین پرتاب شود. تئوری ضبط تفاوت در ترکیب زمین و ماه آن را توضیح می دهد. با این حال، چنین مدارگردهایی اغلب شکل عجیبی دارند تا اجسام کروی مانند ماه. مسیرهای آنها برخلاف ماه تمایلی به همسو شدن با دایره البروجی سیاره مادر خود ندارند.
اگرچه نظریه هم‌شکل‌گیری و تئوری تسخیر برخی از عناصر وجود ماه را توضیح می‌دهند، اما بسیاری از سوالات را بی‌پاسخ می‌گذارند. در حال حاضر، به نظر می رسد که فرضیه ضربه غول پیکر بسیاری از این سوالات را پوشش می دهد و آن را به بهترین مدل برای شواهد علمی در مورد چگونگی ایجاد ماه تبدیل می کند.
منابع اضافی
برای اطلاعات بیشتر در مورد فرضیه تاثیر عظیم، کتاب انفجار بزرگ دانا مکنزی یا چگونه ماه ما شد: تاریخ طبیعی خشونت آمیز را بخوانید. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد منظومه شمسی، به «منظومه شمسی ما: کاوش در سیارات، ماه‌ها، سیارک‌ها و دیگر اسرار فضا» نوشته لیزا ریچلی مراجعه کنید.
کتابشناسی - فهرست کتب
اریک جی کانو و همکاران، "ترکیبات ایزوتوپی اکسیژن متمایز زمین و ماه"، علوم زمین طبیعت، جلد 13، مارس 2020، https://doi.org/10.1038/s41561-020-0550-0
رالوکا روفو، "منشا ماه با تاثیرات متعدد"، علوم زمین طبیعت، جلد 10، ژانویه 2017، https://doi.org/10.1038/ngeo2866
ادوارد بلبرونو و همکاران، «ماه از کجا آمد؟»، مجله نجومی، جلد 129، مارس 2005.
توماس سی کرویر و گریگوری آرچر، "بدون شواهد 182 واتی از شکل‌گیری اولیه ماه،" علوم زمین طبیعت، جلد 14، اکتبر 2021، https://doi.org/10.1038/s41561-021-00820-2