Назад в будущее

Сравнение относительных размеров самого большого спутника каждой из остальных планет и относительного размера Луны тоже выявляет аномалию (рис. 40). Результатом такой диспропорции является слишком большой момент импульса в системе Земля — Луна, который не соответствует гипотезе бинарных планет.

Поскольку все три главные теории происхождения Луны не способны удовлетворить требуемым критериям, вполне закономерен вопрос, откуда вообще у Земли появился спутник… Такой поворот нисколько не беспокоит некоторых учёных, которые обращают внимание на то, что ни у одной из внутренних планет Солнечной системы (за исключением Земли) нет спутников. Два крошечных небесных тела, вращающихся по орбите вокруг Марса, являются, по общему признанию, захваченными астероидами. Если условия формирования Солнечной системы были таковы, что ни одна из планет между Солнцем и Марсом (включительно) не могла обзавестись спутниками при помощи трёх признанных методов — раскола, захвата и конденсации, — то не должна ли была Земля тоже остаться в одиночестве? Однако факт остаётся фактом: Земля в её теперешнем состоянии имеет спутник, причём непропорционально большой. Как же это объяснить?

Ещё одно открытие, сделанное при выполнении программы «Аполлон», свидетельствует против теории конденсации. Поверхность Луны, а также её минеральный состав предполагают наличие «океана магмы», образовавшегося при частичном расплавлении недр Луны. Для этого требуется достаточно мощный источник тепла. Такое количество тепла могло высвободиться только в результате катастрофы, но никак не в процессе конденсации. Как же объяснить океан магмы и другие найденные на Луне свидетельства катастрофического нагрева?

Условие формирования Луны с достаточно большим моментом импульса и наличие катастрофы, вызвавшее выделение огромного количества тепла, привели (после завершения программы «Аполлон») к появлению гипотезы, получившей название «теории большого удара».

Она развилась из предположения Уильяма Хартмана, геохимика из Института планетарной науки в Туксоне, штат Аризона, и его коллеги Дональда Р. Дэвиса. В 1975 году они высказали мысль, что в образовании Луны важную роль могли играть удары и столкновения «Satellitesized Planetesimals and Lunar Origin», «Icarus», том 24). Согласно их вычислениям частота, с которой планеты подвергались бомбардировке со стороны мелких и крупных астероидов на последних стадиях своего формирования, была гораздо выше, чем в настоящее время. Некоторые астероиды были достаточно велики, чтобы при ударе отколоть часть планеты; в случае с Землёй этот осколок превратился в Луну.

Идея была подхвачена двумя астрофизиками, Аластером Дж. У. Камероном из Гарварда и Уильямом Р. Бардом из Калифорнийского политехнического института. Их работа «Origin of the Мооп» («Lunar Science», том 7, 1976) описывала небесное тело размером с планету — не меньше Марса, — летящее навстречу Земле со скоростью 24 500 миль в час. Это тело появилось из-за границ Солнечной системы и двигалось к Солнцу, но на его пути оказалась Земля с её все ещё находящейся в стадии формирования орбитой. «Скользящий удар» (рис. 41) слегка повернул Землю, что привело к наклонению её эклиптики (в настоящее время наклонение составляет 23,5 градуса), а также нагреву и частичному расплавлению верхних слоёв двух небесных тел, в результате чего произошёл выброс испарившихся пород на орбиту вокруг Земли. Масса этого выброса в два раза превышала массу Луны, а сила его была такова, что вещество рассеялось на значительном расстоянии от Земли. Часть вещества упала обратно на Землю, но достаточное его количество оказалось довольно далеко, в конечном итоге конденсировалось и превратилось в Луну.

Эта теория «столкновения-выброса» была усовершенствована авторами по мере того, как возникали различные вопросы, а также модифицирована другими коллективами учёных, которые применили методы компьютерной симуляции (лидировали в этих исследованиях группы А. С. Томпсона и Д. Стивенсона из Калифорнийского политехнического института, X. Дж. Мелоша и М. Киппа из Национальной лаборатории в Сандии, и В. Бенца и У. Л. Слаттери из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе).

В соответствии с этим сценарием (на рис. 42 изображена смоделированная последовательность общей длительностью около восемнадцати минут) удар привёл к сильнейшему нагреву (возможно, до 12 000 градусов по Фаренгейту), что вызвало расплавление обоих небесных тел. Основная масса ударившего в Землю тела опустилась к центру расплавившейся Земли, а часть обоих небесных тел испарилась и была с силой выброшена наружу. Охлаждаясь, Земля видоизменилась — в её центре появилось богатое железом ядро. Часть выброшенного в пространство вещества упала на Землю, а остальная — в основном принадлежавшая пришельцу — охладилась и конденсировалась на некотором расстоянии от нашей планеты, превратившись в Луну, вращающуюся вокруг Земли.