Jordens naturliga satellit är ett mycket ovanligt objekt för solsystemet. Nyligen har forskare lagt fram en ny teori som förklarar hur månen kom dit den är idag och gör några justeringar av den moderna teorin om en jättekollision. Huvudförfattare professor Sarah Stewart från University of California beskrev den nya teorin den 31 oktober i en artikel i tidskriften Nature.
Månen är relativt stor jämfört med planeten den kretsar kring. Dessutom är den i sin kemiska sammansättning nästan identisk med jorden, med undantag för några flyktiga föreningar som avdunstades i det avlägsna förflutet. Det är detta som skiljer månen från alla andra stora föremål i solsystemet, förklarar Sarah Stewart. Hon betonar att alla andra kroppar i solsystemet har en annan kemisk sammansättning.
Traditionellt sett är teorin om månens ursprung, som kan läsas i valfri klassisk lärobok, följande. I slutet av solsystemets bildningsperiod började fasen "gigantisk kollision" när varma planetstorlekar kolliderade med varandra. Ett objekt av Mars-storlek berörde ett annat rymdobjekt, som senare utvecklades till planeten Jorden. Samtidigt kastades en del av ämnet ut i det yttre rymden - från detta stycke bildades månen. Under kollisionen fick jorden en betydande ökning av rotationshastigheten, vilket resulterade i att planeten gjorde en revolution runt sin axel på bara 5 timmar. Under årtusenden flyttade månen bort från jorden, och planetens rotationshastighet minskade, till följd av det, nu började dagen pågå i 24 timmar.
Denna teori härleddes av forskare under observationer av månens nuvarande omloppsbana, förhållandet mellan jord-mån-systemets rotationsmoment och tidvattenkrafterna mellan dessa två föremål.
Men denna traditionella teori saknar kontroverser och öppna frågor. En av dem är månens sammansättning som överraskande liknar jorden. En annan är att om månen bildades av materia som kretsar kring jordens ekvatorn, så måste dess bana rotera relativt ekvatorn. Men den nuvarande banan i månen lutas fem grader relativt ekvatorn, vilket innebär att någon annan energi som inte beaktas av denna teori borde påverka månens rörelse.
Professor Stewart och hennes kollegor (Mathia Cook från US SETI Institute, Douglas Hamilton från University of Maryland och Simon Locke från Harvard University) har utvecklat en alternativ modell som förklarar dessa inkonsekvenser i traditionell teori.
2012 föreslog Cook och Stewart att en del av vridmomentet i Earth-Moon-systemet kunde överföras till Earth-Sun-systemet. Detta framkallade kraftigare kollisioner tidigt i planetsbildningsprocessen.
Enligt den nya modellen producerade högenergikollisioner en stor mängd förångat och smält material, från vilket jorden och månen bildades. Som ett resultat av denna process roterade jorden runt sin axel med två timmars intervall och rotationsaxeln riktades mot solen.
Kampanjvideo:
Eftersom kollisionen kunde vara mer energisk än konventionell teori antyder, materialet från jorden och objektet som kolliderade med den kunde blandas, och jorden och månen bildades av samma material, var deras kemiska sammansättning därför densamma.
När rotationshastigheten avtog på grund av tidvattenkrafter, flyttade månen bort från jorden tills den nådde en punkt som kallas”övergången till Laplace-planet”, när jordens påverkan på månen blev mindre än solens gravitationskrafter. Detta ledde till att en del av vridmomentet i Earth-Moon-systemet överfördes till Earth-Sun-systemet. Detta påverkade inte jordens omloppsbana runt solen utan vred jorden vertikalt. Vid denna punkt, som visas av modellen byggd av professor Stewarts team, kretsade månen runt jorden i en stor vinkel, relativt ekvatorn.
Under flera tiotals miljoner år fortsatte månen att långsamt röra sig bort från jorden tills den nådde den andra övergångspunkten, Cassini-övergången, varefter lutningsvinkeln för månens omloppsbana relativt jordens ekvator förändrades med cirka fem grader.
Den nya teorin förklarar elegant Månens orbital- och kemiska sammansättning från en enda jättekollision i början. Inga ytterligare mellansteg krävs för att driva denna process framåt, säger professor Stewart.
