Походження природного супутника Землі довгий час залишалося однією з головних наукових загадок у галузі астрономії та планетології. Незважаючи на наявність величезної кількості даних про структуру Місяця, його орбіту та хімічний склад, класичні моделі формування не давали вичерпної відповіді на запитання, як саме виникла система Земля–Місяць. Протягом XIX–XX століть було сформовано кілька основних гіпотез, кожна з яких намагалася пояснити цю космічну таємницю, але лише одна з них, що з’явилася у 1970-х роках, отримала вагоме емпіричне підґрунтя та міжнародне визнання.
Класичні гіпотези та їхні суперечності
Тривалий час у науковому середовищі побутували три основні моделі походження Місяця. Перша з них гіпотеза спільного утворення стверджувала, що Земля та Місяць сформувалися разом у межах єдиної зони протопланетного диска ранньої Сонячної системи. Вона не могла пояснити низку важливих особливостей, зокрема, відмінностей в щільності та розподілі заліза між Землею та Місяцем.
Друга теорія — модель відцентрового відриву базувалася на припущенні, що молода Земля оберталася з такою швидкістю, що частина її речовини відірвалася і сформувала Місяць. У деяких версіях цієї моделі припускалося, що Тихий океан є залишковою порожниною після цього космічного поділу. Однак численні розрахунки довели, що для реалізації цього сценарію Земля мала б обертатися нереально швидко, що суперечить геофізичним моделям.
Третя теорія передбачала, що Місяць сформувався в іншому регіоні Сонячної системи, а згодом був гравітаційно захоплений Землею. Проте така модель не могла пояснити ідентичність ізотопного складу кисню у зразках земної та місячної породи, що свідчить про спільне походження матеріалу обох тіл.
Гіпотеза Тейї
На тлі недоліків попередніх теорій у 1970-х роках з’явилася гіпотеза гігантського зіткнення, яка значною мірою усунула ключові суперечності. Відповідно до цієї моделі, на ранньому етапі формування Сонячної системи, коли Земля ще перебувала у стадії акреції, з нею зіткнулося планетоподібне тіло розміром приблизно з Марс. Це гіпотетичне тіло отримало назву Тейя — на честь титаниці Тейї, матері богині Місяця Селени в грецькій міфології.
Внаслідок катастрофічного зіткнення велика частина мантій обох тіл була викинута в навколоземний простір. Згодом ці уламки почали конденсуватися і формувати єдине тіло Місяць. Частина матеріалу повернулася до Землі, а частина залишилася на орбіті. Моделювання показало, що в результаті зіткнення утворився супутник, хімічний склад якого дуже близький до земного — це цілком відповідає результатам аналізу зразків, доставлених місіями “Аполлон”.
Дві фази формування
Подальший розвиток гіпотези Тейї припускає, що після початкового викиду уламків навколо Землі сформувалися два супутники. Один із них був більшим і домінував у гравітаційному полі, тоді як другий менший, згодом повільно наближався та зрештою злився з першим. Це злиття мало характер гігантського “зсуву”, при якому матеріал меншого супутника вкрив один із боків більшого.
Ця модель пояснює відмінності між ближньою стороною Місяця, зверненою до Землі, і зворотною стороною, яка ніколи не видна із Землі. Зворотна сторона має більш товсту кору та іншу топографію, що може бути результатом саме злиття двох тіл. Така особливість є одним із ключових аргументів на користь гіпотези двоетапного формування.
Гіпотеза гігантського зіткнення на сьогодні є домінуючою серед учених, що вивчають походження Місяця. Вона узгоджується з геохімічними, сейсмологічними та орбітальними даними. Комп’ютерні симуляції, проведені у XXI столітті, підтвердили можливість утворення Місяця саме внаслідок подібного зіткнення.
Данило Ігнатенко
