Nová teorie vysvětlující vznik Měsíce

Publikované umělecké ztvárnění představuje horký a roztavený Měsíc vynořující se z útvaru v podobě obří rotující koblihy z vypařené horniny nazvané „synestia“, která se vytvořila při srážce dvou těles planetárních rozměrů. Synestia je znázorněna v procesu kondenzace plynů a následného vytváření planety Země. Tento nový model odpovídá na nevyřešenou otázku při vysvětlování původu Měsíce, proč je jeho složení srovnatelné se Zemí. To dosavadní teorie do detailu nevyřešily.

Nové vysvětlení původu Měsíce předpokládá jeho vznik „uvnitř Země“, když naše planeta byla ještě žhavým a rotujícím oblakem vypařené horniny, který autoři nové teorie nazývají termínem synestia. „Tato nová vědecká práce řeší vlastnosti Měsíce, které bylo obtížné vysvětlit pomocí dosavadních teorií,“ říká Sarah T. Stewart, profesorka výzkumu Země a dalších planetárních těles na University of California (UC) Davis. „Měsíc je z chemického hlediska téměř stejný jako Země, avšak s některými odlišnostmi. Toto je první model, který může vysvětlit složení našeho souputníka,“ doplňuje Sarah Stewart.

Simon Lock, postgraduální student na Harvard’s Department of Earth and Planetary Sciences, je hlavním autorem studie, která předpokládá, že se Měsíc zformoval uvnitř plynného oblaku tvaru koblihy (vědci jej označují jako synestia), představujícího vypařený kamenný materiál dvou planetárních těles, která se srazila. Tuto teorii upřednostňuje před doposud favorizovanou představou zformování tělesa z vyvrženého materiálu v důsledku srážky mladé Země s velkým tělesem (nebo několika tělesy).

Pod studií publikovanou 28. 2. 2018 v časopise Journal of Geophysical Research jsou kromě Simona Locka podepsáni další autoři: Sarah Stewart (UC Davis), Michail Petaev (Harvard), Zoë Leinhardt (Bristol), Mia Mace (Bristol), Stein Jacobsen (Harvard) a Matija Cuk (SETI).

„Běžně akceptovaná teorie vzniku Měsíce předpokládá, že se proto-Země srazila s tělesem velikosti Marsu, přičemž došlo k vyvržení části materiálu na oběžnou dráhu kolem mladé Země,“ říká Simon Lock. „Tato hmota vytvořila prstenec, který se později zformoval do podoby tělesa kulového tvaru – souputníka planety Země. Tento základní model se s menšími úpravami používá zhruba 20 let. Pravděpodobně však není úplně správný,“ dodává Simon Lock.

„Nová práce popisuje vlastnosti Měsíce, které jsou obtížně vysvětlitelné dosavadními teoriemi. Toto je první model, který je v souladu se zjištěným složením Měsíce,“ říká Sarah T. Stewart. Výzkumy ukázaly, že složení izotopů je u Země i Měsíce téměř identické, což naznačuje, že jejich materiál může pocházet ze stejného zdroje. Avšak podle dřívější základní představy se Měsíc zformoval převážně z pozůstatků pouze jednoho ze dvou těles, která vzájemně kolidovala.

Výzkumy ukázaly, že Měsíc v mnohem menším množství obsahuje některé těkavé látky – jako například draslík, sodík a měď – které jsou obvyklé na Zemi. „Žádné vhodné vysvětlení tohoto problému neexistovalo,“ říká Simon Lock. „Vědci navrhovali rozličné hypotézy, jak by se mohl Měsíc zbavit méně těkavých látek, avšak žádná z nich nebyla schopná vyrovnat kvantitativní složení Měsíce.“ Scénář, který navrhl Simon Lock se svými spolupracovníky, začíná jako dřívější teorie velkou srážkou těles, ale spíše než vytvoření prstence z vyvrženého roztaveného materiálu počítá s vytvořením útvaru nazvaného synestia.

„Tento útvar měl ohromné rozměry,“ říká Simon Lock. „Svojí velikostí mohl být až desetkrát větší než průměr Země, a protože při kolizi bylo uvolněno velké množství energie, možná až 10 % zemské horniny se vypařilo a zbytek zůstal v kapalném stavu. Takže způsob vzniku Měsíce z útvaru synestia byl zcela odlišný.“ Na okraji oblaku synestie začal materiál v důsledku gravitace vytvářet menší objekty, které daly postupně vzniknout proto-Měsíci. Ten se vytvořil kousek vedle od středu útvaru připomínajícího tvarem koblihu.

Mezitím se synestia ochlazovala, vypařená látka kondenzovala a padala dolů směrem do centra útvaru, kde se utvářela planeta. Část této padající látky skončila na vznikajícím Měsíci, což vedlo k jeho zvětšování. „Časem se celá struktura synestie zmenšovala a Měsíc se vynořil z okolních par. Nakonec celá synestia zkondenzovala a zanechala rotující kouli roztavené horniny, ze které se posléze zformovala Země,“ říká Simon Lock.

Celý proces formování postupoval pozoruhodně rychle; vynoření Měsíce z rozsáhlého útvaru synestia se událo za pouhých několik desítek roků a samotná Země se zformovala přibližně o 1 000 roků později. Mnohem důležitější je podle Simona Locka porovnání každého problému se základním modelem vysvětlujícím vznik Měsíce. Protože Země i Měsíc se zformovaly ze stejného oblaku vypařené horniny, přirozeně sdílejí obdobné izotopové složení. Nedostatek těkavých látek na Měsíci může být vysvětlen například na základě skutečnosti, že se Měsíc zformoval obklopen parami o teplotě 2 200 až 3 300 °C.

„V podstatě se jedná o první model, který je schopen vysvětlit složitost vzniku,“ říká Simon Lock. „Toto je značně odlišný způsob vzniku Měsíce. Myslíme si, že průvodce Země se vytvořil uvnitř jiného tělesa, což se snad potvrdí.“ Zdá se, že model řeší některé dlouhodobé otázky týkající se vzniku Měsíce, avšak teorie je stále v předběžné fázi a bude nutné vykonat ještě mnoho práce k dalšímu vytříbení modelu.

Zdroj: https://scitechdaily.com/astronomers-have-a-new-explanation-for-the-moons-origin/ a https://www.ucdavis.edu/news/synestia-new-type-planetary-object/

autor: František Martinek