Se on näkymä, jota science fiction -fanit voivat vain toivoa: kaksoiskuut yötaivaalla Maan yläpuolella. Mutta se saattoi olla todellisuutta noin 4 miljardia vuotta sitten. Uusi malli viittaa siihen, että Kuun kaukaiset ylängöt olisi voitu syntyä törmäyksestä pienemmän seuralaisen kuun kanssa, mitä Kalifornian yliopiston Santa Cruzin tutkijat kutsuvat 'isoksi splatiksi'.
Se, miksi Kuun lähi- ja kaukopuolet ovat niin erilaisia, on pitkään ihmetellyt planeettojen tutkijoita. Lähisivu on suhteellisen matala ja tasainen, kun taas takapuolen topografia on korkea ja vuoristoinen, ja siinä on paljon paksumpi kuori.
Meillä on itse asiassa hieman vino kuu.
Uusi tutkimus, joka julkaistiin Nature-lehden 4. elokuuta perustuu 'jättiläismäisen' kuun alkuperämalliin, jossa Marsin kokoinen esine törmäsi Maahan aurinkokunnan historian varhaisessa vaiheessa ja sinkoutui ulos roskat, jotka sulautuivat kuun muodostamiseksi.
Uuden tietokonemallin mukaan toinen kuu Maan ympärillä olisi ollut noin 1 200 kilometriä (750 mailia) leveä ja se olisi voinut muodostua samasta törmäyksestä. Myöhemmin pienempi kuu putosi takaisin isomman kuun päälle ja peitti toiselta puolelta kymmenien kilometrien paksuisen ylimääräisen kiinteän kuoren.
'Mallimme toimii hyvin Kuuta muodostavien jättiläistörmäysmallien kanssa, jotka ennustavat, että Maan ympärillä olevalle kiertoradalle jää valtavia roskia itse Kuun lisäksi', sanoi Erik Asphaug, UC Santa Cruzin maa- ja planeettietietien professori. 'Se on samaa mieltä sen kanssa, mitä tiedetään tällaisen järjestelmän dynaamisesta vakaudesta, kuun jäähtymisen ajoituksesta ja kuun kivien iästä.'
Muut tietokonemallit ovat ehdottaneet kumppanikuuta, sanoi Asphaug, joka on kirjoittanut artikkelin yhdessä UCSC:n tutkijatohtorin Martin Jutzin kanssa.
Edellinen törmäys pienemmän kumppanin kanssa voi selittää, miksi Kuun kaksi sivua näyttävät niin erilaisilta. Luotto: Martin Jutzi ja Erik Asphaug
Asphaug ja Jutzi käyttivät tietokonesimulaatioita tutkiakseen Kuun ja pienemmän kumppanin välisen törmäyksen dynamiikkaa, joka oli noin kolmaskymmenesosa 'pää'kuun massasta. He seurasivat kuun materiaalin kehitystä ja leviämistä sen jälkimainingeissa.
Isku kahden kappaleen välillä olisi ollut suhteellisen hidasta, noin 8 000 km/h (5 000 mph), mikä on tarpeeksi hidasta, jotta kivet eivät sulaisi ja törmäyskraatteria ei muodostuisi. Sen sijaan pienemmän kuun kivet ja kuori olisivat levinneet suuremman kuun ympärille.
”Tietenkin vaikutusmallintajat yrittävät selittää kaiken törmäyksillä. Tässä tapauksessa se vaatii omituisen törmäyksen: hitaana se ei muodosta kraatteria, vaan roiskuu materiaalia yhdelle puolelle”, Asphaug sanoi. 'Se on jotain uutta pohdittavaa.'
Hän ja Jutzi olettavat, että kumppanikuu oli alun perin loukussa yhdessä Kuun kiertoradan jakavassa gravitaatiovakaissa 'troijalaispisteissä' ja muuttui epävakaudeksi sen jälkeen, kun Kuun kiertorata oli laajentunut kauas Maasta. 'Työtörmäys olisi voinut tapahtua missä tahansa Kuussa', Jutzi sanoi. 'Lopullinen kappale on vinossa ja suuntautuisi uudelleen niin, että toinen puoli on Maata kohti.'
Malli voi myös selittää vaihtelut kuun kuoren koostumuksessa, jonka lähipuolella hallitsee maasto, jossa on verrattain runsaasti kaliumia, harvinaisia maaelementtejä ja fosforia (KREEP). Näiden alkuaineiden, samoin kuin uraanin ja toriumin, uskotaan keskittyneen magmamereen, joka pysyi sulana kivenä jähmettyneenä kuun paksuuntuvan kuoren alla. Simulaatioissa törmäys puristaa tämän KREEP-rikkaan kerroksen vastakkaiselle pallonpuoliskolle, mikä luo alustan geologialle, joka nyt nähdään kuun lähipuolella.
Vaikka malli selittää monia asioita, tuomaristo on edelleen planeettojen tutkijoiden joukossa Kuun koko historiasta ja siitä, mitä todella tapahtui. Tiedemiehet sanovat, että paras tapa selvittää Kuun historia on saada lisää tietoa Kuuta kiertävistä avaruusaluksista ja - mikä vielä parempi - näytepalautustehtävistä tai ihmistehtävistä Kuun tutkimiseksi.
Lähteet: Luonto, UC Santa Cruz