Den mest populära hypotesen för månens utseende är att den föddes när en solstigningssol i gryningen av solsystemet kraschade in i den unga jorden. Men fram till nu kunde inte forskare svara på en enkel fråga - var kom denna kosmiska "hammare" ifrån? Med hypotesens popularitet menar vi att majoriteten av forskarna följer den, och inofficiellt erkänns den som den mest trovärdiga och rimliga versionen av födelsen av vår nattlampa. Även om det finns andra alternativ.
Så det var ett fruktansvärt slag. Den smälta järnkärnan på "hammarplaneten" sjönk till jordens kärna (eller proto-jorden, med tanke på vad som hände för 4,5 miljarder år sedan, när vår planet just hade bildats och inte var vad den är nu). Lättare stenfragment av mantlarna på de två planeterna bildade en ring, som så småningom slogs samman till månen, som tydligen samlades runt det största sådana fragmentet. Månen var förresten 20 gånger närmare jorden än den är nu och flyttade gradvis bort till sin nuvarande position.
Denna hypotese om Big Splash eller Big Impact föreslogs av de amerikanska astrofysikerna Al Cameron, William Ward, William Hartmann och Donald Davis. 1975. Sedan dess har forskare hittat många bevis som stöder detta scenario. Till exempel förklarar detta perfekt varför månen innehåller väsentligen inget järn. Det finns bara ett problem - kroppen som kolliderade med jorden. Var kom det ifrån?
Richard Gott och Edward Belbruno från Princeton University har löst mysteriet som har plågat forskare under ett kvart århundrade, samtidigt som de ger en nyfiken ledtråd till problemet med att hitta utomjordiskt liv. Men först saker först.
De hittade "nycklarna" tyder tydligen på den omöjliga platsen för den mystiska "hammaren". En sådan "nyckel" är att jämföra sammansättningen av jorden och månen. Kosmologer är säkra på att den dammiga skivan från vilken planeterna bildades hade en annan sammansättning på olika avstånd från solen. En annan ung planet på Mars, det verkar, skulle ha haft en annan sammansättning jämfört med den dåvarande jorden. När det gäller påverkan skulle allt blandas och genom att undersöka jorden och månklipporna bör vi se spår av fundamentalt olika bergarter. Men det är inte fallet, säger Herr Gott.
Ta till exempel syre. Det finns isotoper syre-16, -17 och -18. Deras ömsesidiga andel är som ett unikt”fingeravtryck” på planeten. Big Burst-simuleringar förutspår att jordens syrefingeravtryck kommer att vara ganska annorlunda än månens. Och de är ganska mycket nära. Detta leder forskare att dra slutsatsen att kroppen som träffade jorden och skapade månen bildade exakt samma avstånd från solen som jorden.
Detta ses också från datorsimuleringen av månens födelse, som visar att "hammaren" träffade vår planet med relativt låg hastighet och inte exakt framåt, men något tangentiellt. Det är här problemet uppstår - var lyckades denna planet "sitta ute" när solsystemet skapades för att växa till Mars?
När allt kommer omkring säger den accepterade teorin om planets födelse att de gradvis "växte samman" från damm och skräp lockade av allvar. Och detta är en process där de "rika" blir "rikare" och de "fattiga" blir "fattigare", det vill säga "hammaren" måste "sväljas" av proto-jorden innan den kunde nå en betydande massa.
Kampanjvideo:
Svaret är genialt enkelt. Det finns två platser i solsystemet som passar denna teori. Dessa är punkterna "Lagrange-4" och "Lagrange-5", vars existens beräknades av den franska matematikern Joseph Louis Lagrange 1772. De är i omloppsbana runt jorden, men 60 grader bakom och framför vår planet när det gäller dess rörelse i en cirkel. På dessa punkter balanserar alla krafter i Jorden - solsystemet varandra. Och alla långsamma stenar som råkar komma dit fångas, som i det interplanetära Sargassohavet.
På en av dessa punkter kunde en planet på Mars en gång ha bildats, som skulle kretsa runt solen i samma bana som jorden. När denna mystiska planet nådde en stor massa, gungade gravitationstörningar från andra planeter (främst Jupiter) i slutändan den och förvisade den från Lagrange-punkten. I sina datormodeller beräknade Gott och Belbrano efterföljande händelseförlopp. Och överraskande fann de att praktiskt taget ingenting kunde hindra hammaren från att kollidera med jorden. Det är helt naturligt. Samtidigt, i en fjärdedel av de simulerade kollisionerna, bildas en kropp som ett resultat - exakt - månen.
Den mest intressanta implikationen av Gott-Belbrano-scenariot är dess enorma konsekvenser för våra möjligheter att upptäcka utomjordiskt liv. Faktum är att jorden har den största månen jämfört med sin egen storlek på alla planeter i solsystemet (räknar inte den avlägsna kalla Pluto). Och en sådan jättemåne var viktig för utvecklingen av livet.
Utan månen skulle planetens axel uppleva mycket större långsiktiga fluktuationer, vilket skulle orsaka allvarliga klimatförändringar med sorgliga konsekvenser för livet. Månens gravitation utjämnar sådana fluktuationer, vilket gör klimatet mer stabilt. Dessutom spelade tidvattnet som skapats av månen (och de är tre gånger större än de som orsakats av solen) en nyckelroll, för det första för livets ursprung, och för det andra senare för dess uppkomst på land.
Och nu visar det sig att utseendet på en stor måne nära en planet i något stjärnsystem är en mycket trolig händelse, och inte en exceptionell, som kosmologer trodde tidigare. Gott och Belbrano tror till och med att planetsystem där två eller flera markplaneter har så stora månar bör vara vanliga i galaxen.
Detta innebär att våra chanser att träffa bröder i åtanke ökar, dessutom blir det tydligt vilka system vi behöver leta efter. Finns det ett sätt att bevisa Belbrano och Gats scenario? Det verkar osannolikt att något material som inte ändrats senare (åtminstone en sten), ett vittne om denna katastrof, skulle ha överlevt fram till idag och till och med hittats av människor.
Och ändå … Gott och Belbrano pekar på asteroiden 2002 AA29, storleken på en liten stenblock. Han är för närvarande i omloppsbana, som med jämna mellanrum tar den till ett avstånd på 5,8 miljoner kilometer från jorden. Denna bana är mycket specifik. Och det är väldigt likt det som "hammaren" kunde ha flyttat för 4,5 miljarder år sedan. Det är möjligt att 2002 AA29 bär materialet från vilket "hammaren", jorden och följaktligen månen en gång skapades.
Märkligt nog valdes 2002 AA29 av planetfysiker som en asteroid, till vilken det på grund av parametrarna för dess bana är relativt enkelt att skicka ett fartyg för att returnera bergprover. Men hittills planeras inte ett sådant uppdrag. Men när han reflekterar över mysteriet med månens födelse, avslutar Gott: "Denna asteroid är kanske den mest värdefulla bergen i solsystemet."