Что общего у Тейи, Вулкана, Нибиру, Фаэтона и Антихтона? Все это гипотетические планеты, которых в настоящее время не существует. Антихтон – это “противоположная Земля”, планета, которая, как утверждается, находится на той же орбите, что и Земля, но всегда на противоположной стороне от Солнца, поэтому мы не можем ее видеть. Мы знаем, что Антихтона не существует, потому что его гравитация была бы очевидна.
Фаэтон был гипотетической планетой между Марсом и Юпитером, которая распалась на части, образовав пояс астероидов. Фаэтон, скорее всего, никогда не существовал, а пояс астероидов просто не смог сформировать единую планету. Нибиру – это планета, которую никто из ученых не воспринимает всерьез, и которая, как полагают некоторые, столкнется с Землей где-то в этом столетии (предсказания уже неоднократно проваливались). Предполагалось, что орбита Вулкана находится в пределах орбиты Меркурия, что было изобретено для объяснения аномалий на орбите Меркурия, которые позже были объяснены общей теорией относительности.
Тейя уникальна среди этого списка гипотетических планет тем, что она, вероятно, действительно существовала. Именно планета размером с Марс столкнулась с Протоземлей 4,5 миллиарда лет назад, создав нынешнюю систему Земля-Луна. Такова, по крайней мере, наиболее общепринятая на данный момент теория происхождения Луны. Это подтверждается компьютерными моделями и объясняет многие наблюдения за Луной.
В этой модели, во время раннего хаотического периода Солнечной системы, Тейя врезалась в Протоземлю, хотя это был скользящий удар, который выбросил смесь материала, состоящую примерно на 70-90% из Тейи и остального земного материала. Затем из этой смеси образовалась Луна. Согласно одной из моделей, на самом деле образовались две луны, которые позже соединились.
В гипотезе Тейи о происхождении Луны есть одна проблема – лунный материал, по-видимому, полностью состоит из земли и не содержит Тейи (по крайней мере, до появления нового исследования, которое послужило поводом для этой статьи, подробнее об этом ниже). Имеющиеся на данный момент данные свидетельствуют о том, что объекты, которые образуются в разных частях Солнечной системы, будут иметь разный состав, в частности, в них будут содержаться разные изотопы.
Для краткости, изотоп – это элемент с одинаковым количеством протонов, но разным количеством нейтронов в ядре. Количество протонов определяет элемент, поэтому кислород определяется как имеющий 8 протонов – это его номер в периодической таблице Менделеева. Наиболее распространенным изотопом кислорода является O-16, который содержит 8 протонов и 8 нейтронов. Однако существуют и другие изотопы, такие как O-17 с 9 нейтронами и O-18 с 10 нейтронами.
Соотношение изотопов кислорода в горных породах очень стабильно. Земные породы имеют определенное соотношение, а марсианские – другое. Астрономы фактически используют это известное соотношение, чтобы определить, прилетел ли метеорит с Марса.
Следовательно, если каждая планета в Солнечной системе имеет свое собственное характерное соотношение изотопов кислорода, то Тейя, должно быть, тоже имела его, и мы должны были бы увидеть этот признак на Луне, но мы его не видим, что является проблемой для импактной гипотезы происхождения Луны. Это не фатальная проблема, потому что есть множество возможных решений, но все еще остающаяся загадкой, которую предстоит разгадать.
Однако теперь исследователи, публикующиеся в журнале Science, сообщают, что они использовали более чувствительный метод для измерения соотношения изотопов кислорода в трех образцах лунной породы, привезенных с Луны во время миссий “Аполлон”. Science news сообщает:
Они пришли к выводу, что соотношение O-17 к O-16 в лунных образцах было на 12 частей на миллион выше, чем в породах, полученных из мантии Земли. Это различие “подтверждает мнение о том, что Луна образовалась в результате гигантского столкновения протоземли с [ударным элементом]”, – пишет команда. “Это большое облегчение, что было обнаружено [несоответствие в соотношениях], поскольку полное отсутствие различий между Землей и Луной было бы трудно объяснить”, – комментирует планетолог Дэвид Стивенсон из Калифорнийского технологического института в Пасадене в электронном письме.
Это довольно захватывающе, и, я полагаю, это приносит облегчение сторонникам гипотезы о столкновении. Тем не менее, разница невелика. Измерения также показывают, что Луна представляет собой смесь Земли и Тейи в соотношении 50:50, что отличается от прогнозов большинства компьютерных моделей.
Разница также очень мала. Некоторые говорят, что она слишком мала, чтобы на самом деле ответить на вопрос. Кроме того, размер выборки очень мал. В принципе, нам нужно собрать больше лунных камней, в том числе из более глубоких слоев, чтобы увидеть, сохраняется ли это соотношение.
Сторонники теории воздействия также отмечают, что, возможно, на Тейе соотношение изотопов было сходным с земным. В настоящее время у нас нет образцов с Меркурия или Венеры, поэтому мы не знаем, насколько они отличаются от земных. Возможно, что соотношение изотопов во внутренней части Солнечной системы очень похоже. Тейя, возможно, сформировалась на орбите, очень близкой к Земной (что имеет смысл, поскольку в конечном итоге они столкнулись), и, следовательно, имела схожий изотопный состав.
Вывод
Происхождение Луны – это увлекательная научная история, за которой я слежу уже много лет. Похоже, что эти новые данные еще раз подтверждают гипотезу о столкновении, хотя, безусловно, есть возможности для дальнейших исследований.
На самом деле, одна из вещей, которая нравится мне в этой истории больше, чем сам вопрос, – это то, как ученые подходят к ответу на этот вопрос. Как вы можете видеть, каждому объяснению противопоставляются возможные альтернативные объяснения с описанием типа доказательств, которые должны решить проблему или, по крайней мере, приблизить нас к разгадке.
Насколько различаются характеристики изотопов кислорода в разных частях Солнечной системы?
Каковы характеристики Меркурия и Венеры?
Как различные модели воздействия влияют на соотношение Земли и Тейи в составе Луны?
Подтвердится ли это соотношение изотопов кислорода, недавно обнаруженное в лунных породах, при увеличении объема выборки?
Загрязнены ли поверхностные породы на Луне или изменены в результате более поздних столкновений, и будет ли соотношение более глубоких пород таким же?
Этот вопрос рассматривается со всех возможных точек зрения, и на него приводятся различные доказательства. Ученые сосредотачиваются не только на тех частях теории, которые соответствуют действительности и имеют смысл, но и на тех ее частях, которые в настоящее время не соответствуют действительности. Слабые места в теории указывают на области, требующие дальнейших исследований, – на получение дополнительных знаний об истории и природе нашей Солнечной системы.
Такова культура науки. Вы можете заметить разительный контраст с теми, кто только притворяется, что занимается наукой.
