Znanstvenici su desetljećima razmišljali kako je Zemlja stekla jedini satelit, Mjesec. Dok su neki tvrdili da se formirao od materijala izgubljenog na Zemlji uslijed centrifugalne sile ili ga je zarobila Zemljina gravitacija, najšire prihvaćena teorija je da se Mjesec formirao prije otprilike 4,5 milijardi godina kada se sudario objekt veličine Marsa (nazvan Theia) s proto-Zemljom (aka. hipoteza o džinovskom utjecaju).
Međutim, budući da je proto-Zemlja doživjela brojne udare giganta, očekuje se da će se nekoliko mjeseci u orbiti oko nje stvoriti s vremenom. Stoga se postavlja pitanje, što se dogodilo s tim mjesecima? Postavljajući upravo ovo pitanje, tim međunarodnog znanstvenog tima izveo je studiju u kojoj su sugerisali da bi se ovi „mjesečevi“ na kraju mogli srušiti natrag na Zemlju, ostavljajući samo onaj koji danas vidimo.
Studija pod nazivom "Mjesečevi padci: Sudari Zemlje i njegovih prošlih mjeseci" nedavno se pojavila na mreži i prihvaćena je za objavljivanje u Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva. Studiju je vodio Uri Malamud, postdoktorski znanstvenik s izraelskog Tehnološkog instituta Technion, a uključivali su članove sa Sveučilišta u Tübingenu, Njemačka i Sveučilišta u Beču.
Za vrijeme svoje studije, dr. Malamud i njegovi kolege - prof. Hagai B. Perets, dr. Christoph Schafer i g. Christoph Burger (doktorski studij) - razmotrili su što će se dogoditi ako Zemlja u svom najranijem obliku doživi višestruke divovske udare koji su prethodili sudaru s Theijom. Svaki od ovih utjecaja mogao bi stvoriti pod mjesečev maseni "mjesečić" koji bi gravitacijski djelovao na proto-Zemlju, kao i sve moguće prethodno formirane mjesečare.
Konačno, to bi rezultiralo spajanjem mjesečeve i mjesečeve, izbacivanjem lunuta iz Zemljine orbite ili mjesečevima koji bi padali na Zemlju. Na kraju su se dr. Malamud i njegove kolege odlučili istražiti ovu posljednju mogućnost, jer je znanstvenici nisu prethodno istraživali. Štoviše, ova mogućnost mogla bi drastično utjecati na Zemljinu geološku povijest i evoluciju. Kao što je Malamud naznačio Space Magazinu putem e-pošte:
"U trenutnom razumijevanju formiranja planeta, kasni stadiji zemaljskog rasta planeta prolazili su kroz mnogo divovskih sudara između planetarnih embrija. Takvi se sudari formiraju značajni diskovi od krhotina, a oni zauzvrat mogu postati mjesečevi. Kao što smo sugerirali i naglasili u ovom i u našim prethodnim radovima, s obzirom na brzinu takvih sudara i evoluciju mjeseca - postojanje više mjeseci i njihova međusobna interakcija dovest će do padova mjeseca. To je inherentni, neizbježni dio trenutne teorije formiranja planeta. "
Međutim, budući da je Zemlja geološki aktivni planet i zbog svoje guste atmosfere dovodi do prirodnih vremenskih prilika i erozije, površina se s vremenom drastično mijenja. Kao takav, uvijek je teško odrediti učinke događaja koji su se dogodili tijekom najranijih razdoblja Zemlje - tj. Hadean Eona, koji je započeo prije 4,6 milijardi godina formiranjem Zemlje, a završio prije 4 milijarde godina.
Kako bi testirali mogu li se dogoditi višestruki udarci tijekom ovog Eona, što je rezultiralo mjesečevima koji su na kraju pali na Zemlju, tim je izveo niz hidrodinamičkih simulacija glatkih čestica (SPH). Također su razmotrili raspon masa mjeseca, kut udara i početne stope rotacije proto-Zemlje. U osnovi, da su mjesečevi padali na Zemlju u prošlosti, to bi promijenilo brzinu rotacije proto-Zemlje, rezultirajući trenutnim razdobljem bočne rotacije od 23 sata, 56 minuta i 4,1 sekunde.
Na kraju su pronašli dokaze da iako izravni utjecaji velikih predmeta nisu vjerojatni da je moglo doći do brojnih pašnih plimnih sudara. Zbog toga bi se materijal i krhotine bacili u atmosferu koja bi formirala male mjesečare koji bi tada djelovali jedni s drugima. Kao što je Malamud objasnio:
"Međutim, naši rezultati pokazuju da u slučaju pada mjeseca mjesečna raspodjela materijala od mjesečine nije ni na Zemlji i stoga takvi sudari mogu stvoriti asimetrije i nehomogenosti sastava. Kao što smo raspravljali u radu, za to su zapravo mogući dokazi - mjesečevi padovi mogu potencijalno objasniti izotopske heterogenosti u visoko siderofilijskim elementima u zemaljskim stijenama. U principu, sudara na Mjesecu također može stvoriti strukturu velikih razmjera na Zemlji, pa smo pretpostavili da bi takav učinak mogao pridonijeti formiranju najranijeg Zemljinog super-kontinenta. Ovaj je aspekt, međutim, više spekulativan i teško je izravno potvrditi s obzirom na geološki razvoj Zemlje od tih ranih vremena. "
Ova studija učinkovito proširuje trenutnu i široko popularnu hipotezu o džinovskom utjecaju. U skladu s ovom teorijom, Mjesec se formirao tijekom prvih 10 do 100 milijuna godina Sunčevog sustava, kada su se zemaljske planete još formirale. Tijekom završnih faza ovog razdoblja, vjeruje se da su ove planete (Merkur, Venera, Zemlja i Mars) narasle uglavnom zahvaljujući udarima velikih planetarnih embrija.
Od tog vremena, vjeruje se da se Mjesec razvio zbog uzajamne plime Zemlje i Mjeseca, migrirajući prema van na svoje trenutno mjesto, odakle i jeste. Međutim, ova paradigma ne uzima u obzir utjecaje koji su se dogodili prije Teijinog dolaska i formiranja jedinog Zemljinog satelita. Kao rezultat toga, dr. Malamud i njegovi kolege tvrde da je nepovezan sa širom slikom formiranja zemaljskih planeta.
Uzimajući u obzir potencijalne sudare koji su prethodili stvaranju Mjeseca, tvrde, znanstvenik bi mogao imati cjelovitiju sliku razvoja Zemlje i Mjeseca tijekom vremena. Ova otkrića također bi mogla imati posljedice kada je u pitanju istraživanje drugih solarnih planeta i mjeseca. Kao što je dr. Malamud naznačio, već postoje uvjerljivi dokazi da su sudari velikih razmjera utjecali na evoluciju planeta i mjeseca.
"Na drugim planetima vidimo dokaze za vrlo velike utjecaje koji su proizveli topografske značajke planeta, poput takozvane Marsove dihotomije i eventualno dihotomije Charonove površine", rekao je. "Morali su proizaći iz utjecaja velikih razmjera, ali dovoljno mali da omogućuju značajke globalnog sub-globalnog planeta. Mjesečevi su prirodni izvori takvih utjecaja, ali ne mogu se isključiti neki veliki utjecaji asteroida koji bi mogli imati slične učinke. "
Postoji i mogućnost takvih sudara u dalekoj budućnosti. Prema sadašnjim procjenama njegove migracije, Marsov mjesec Phobos s vremenom će se srušiti na površinu planeta. Iako je mali u usporedbi s utjecajima koji bi stvorili mjesečevi i Mjesec oko Zemlje, ovaj eventualni sudar izravan je dokaz da su se mjesečevi slapovi odvijali u prošlosti i da će se opet pojaviti u budućnosti.
Ukratko, povijest ranog Sunčevog sustava bila je nasilna i kataklizmična, s velikom količinom stvaranja koja je bila posljedica snažnih sudara. Imajući cjelovitiju sliku o tome kako su ovi utjecajni događaji utjecali na evoluciju zemaljskih planeta, možemo steći novi uvid u to kako se formiraju planeti koji nose život. To bi nam zauzvrat moglo pomoći u pronalaženju takvih planeta u ekstra-solarnim sustavima.
