宇宙が広大で孤独な場所に見えたとき、人々は地球の堅固な仲間である月に安らぎを感じていました。空間この惑星とともに地球の周りを旅する太陽。
しかし、約 45 億年前のかつて、月は存在しませんでした。そして、それが地球の宇宙の親友で最も近い隣人であるにもかかわらず、科学者たちはそれがどのようにしてそこに到達したのかをまだ知りません。
1980年代以降、有力な理論おそらく火星ほどの大きさの巨大な惑星が数十億年前に地球に衝突し、世界に相当するガス、マグマ、金属が飛散し、それが数十年から数百年かけて月を形成したということだ。あ研究は火曜日に発表されたで天体物理学ジャーナルレターこれは大胆な新しいアイデアを示唆している。月は、赤ちゃん地球の大きな塊とその衝突物質が広い軌道に吹き飛ばされ、わずか数秒で、一度の素早い交換で形成された可能性がある。時間。
もし本当であれば、そのような衝突に関する何百もの非常に高解像度のコンピューターシミュレーションを中心としたこの研究は、なぜ月の地殻が地球にこれほど似ているのかという科学者たちの長年の頭を悩ませる問題の解決に役立つ可能性がある。また、なぜ月が傾いて外層が薄いのかについての潜在的な答えも得られます。宇宙学者たちは、月の起源の物語を具体化するだけでなく、地球の進化における決定的な瞬間を説明するために何が起こったのかをつなぎ合わせたいと切望している。
NASAそして協力者は、新しいモデルがどのように展開するかを示すための 2 分間の短いアニメーションを作成しました。科学者たちが何十年にもわたって「テイア」と名付けてきたこの惑星は、原始的な地球をペイントボールのように叩きつけ、惑星の内臓の混合物を吐き出す。ただし、破片の薄い円盤を形成するのではなく、別の塊に分割され、それらの間で物質がヨーヨーのように揺れます。地球の重力により、小さな天体は前方に飛ばされますが、生き残ります。臍が切れる。
この破壊のダンスは、マリンバの子守唄のような音楽と対照的です。
「私はいつも、実際に、いわば本物の効果音を入れて、そこで爆発を起こせたら素晴らしいだろうと常々思っていました」と、論文の筆頭著者であり、カリフォルニア州の NASA エイムズ研究センターの博士研究員であるジェイコブ・ケゲライス氏は次のように述べています。 Mashableと冗談を言った。
「私はいつも、実際に、いわば本物の効果音を入れて爆発を起こせたら素晴らしいだろうと思っていました。」
科学者たちは長年にわたり、巨大衝突のコンピュータモデルを低解像度で実行してきたが、2つの天体が分離することはなかった。この場合、NASA は英国のダラム大学計算宇宙論研究所と協力して、次のようなシミュレーションを実行しました。最大 1,000 倍の解像度標準とは異なり、さまざまな衝突角度、速度、惑星の回転、サイズをテストおよび観察します。
マッシュ可能な光の速度
向上したコンピューティング能力から現れたのは、これまでの研究では見られなかった行動でした。そして、2つの塊に分裂する可能性のある衝突の初期の証拠がいくつかあったとき、研究者らはその結果をモデルの数値的問題として疑ったとケゲライス氏は述べた。
この新しいモデルは、何億もの小さな粒子を使用して惑星のビットを表現します。理論的には、これらの材料が重力、圧力、熱を通じてどのように相互作用するかを説明できれば、システムは正確に動作するはずだと同氏は述べた。
Kegerreis 氏は、ボールを落としてバラバラにするという例えでこの概念を説明しています。
「レゴの小さなピースからボールを作ったとして、そのボールが 50 個しかない場合、非現実的な方法で完全に割れてしまう可能性があります」と彼は言いました。 「しかし、それらが何千、何百万もあれば、より現実的な方法で実際に断片化する方法を見つけ始めるかもしれません。それは同じ種類のアイデアです。」
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約10年前、科学者たちはジャイアントインパクト理論を精査した化学論争をめぐって。 21世紀にアポロの月のサンプルを分析した研究者らは、月の石にも同じものが含まれていることを発見した。化学的特徴地球のマントルと同様ですが、火星の隕石や太陽系の他の部分からの天体は異なる組成を持っています。それは、地球以外の情報源はかなり異なって見えるはずであることを示唆しています。
では、月はどのようにして地球と、異世界の化学的痕跡のない謎の惑星との混合物でできたのだろうか、と彼らは疑問に思った。
科学者たちはこの問題について議論を続けています。一方、NASAの新しいコンピューターシミュレーションには、主に地球のストックから月が作られるという利点がある。
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月の組成を理解するのは簡単ではありません。その理由の一部は、科学者たちが月の赤道近くの小さな地域から採取した小さな岩石の集まりに基づいて知識を研究しているからです。 NASA の科学者たちは、アルテミス月面着陸ミッションを楽しみにしています。全く違う地域月の奥深くから採掘されたサンプルを含む、より多くのデータを収集します。
ケゲレイスのような宇宙学者を興奮させているのは、この研究が月の形成方法を考察する新たな選択肢をどのように開いているかという点です。
「一方で、（これらの出来事は）非常に暴力的でやや混乱をもたらすものだが、非常に建設的でもある」と同氏は述べ、テイアの前に他にも重要な衝突があった可能性が高いと付け加えた。 「今日ではそれらが頻繁に起こっていないのは確かに幸運ですが、それらは今日の地球を居住可能な状態に導く上で重要な役割を果たしました。」