Wetenschappers hebben in nieuwe simulaties onthuld dat de gigantische impact de maan sneller had kunnen vormen

Wetenschappers van het Institute for Computational Cosmology van de Universiteit van Durham hebben de meest gedetailleerde supercomputersimulatie tot nu toe gebruikt om een ​​alternatieve verklaring voor de oorsprong van de maan te onthullen, met een gigantische impact die onmiddellijk een maanachtig object in een baan om de aarde plaatst.

De onderzoekers simuleerden honderden verschillende inslagen, variërend van de hoek en snelheid van de botsing, evenals de massa’s en rotatie van de twee botsende objecten in hun zoektocht naar scenario’s die het huidige aarde-maan-systeem zouden kunnen verklaren. Deze berekeningen zijn gemaakt met behulp van de open source SWIFT simulatie Code, die draait op de DiRAC Memory Intensive Service (“COSMA”), die wordt gehost door Durham University namens de DiRAC High Performance Computing Facility.

Extra rekenkracht onthulde dat simulaties met een lage resolutie belangrijke aspecten van grootschalige botsingen kunnen missen, waardoor onderzoekers functies kunnen ontdekken die niet beschikbaar waren voor eerdere studies. Alleen simulaties met hoge resolutie produceerden de maanachtige satelliet, en aanvullende details toonden aan hoe de buitenste lagen rijker waren aan materiaal dat afkomstig was van de aarde.

Als een groot deel van de maan zich onmiddellijk na de gigantische inslag zou vormen, zou dit ook kunnen betekenen dat er tijdens de formatie minder smolt in vergelijking met standaardtheorieën waarbij de maan groeide in de schijf van puin rond de aarde. Afhankelijk van de details van de daaropvolgende stolling, zouden deze theorieën de verschillende interne structuren van de maan moeten voorspellen.

Vincent Ecke, co-auteur van de studie, zei: “Deze vormingsroute zou kunnen helpen bij het verklaren van de overeenkomsten in Isotopen samenstelling tussen de maan rotsen Teruggekeerd door Apollo-astronauten en de aardmantel. Mogelijk zijn er ook merkbare gevolgen voor de dikte van de maankorst, waardoor we nader kunnen bepalen welk type botsing heeft plaatsgevonden.”

Bovendien ontdekten ze dat zelfs wanneer een satelliet heel dicht bij de aarde passeert, deze naar verwachting zal scheuren vanwege “getijdenkrachten“Van de zwaartekracht van de aarde kan de satelliet niet alleen overleven, maar kan hij ook in een bredere baan worden gedreven, veilig voor toekomstige vernietiging.

“Dit opent een geheel nieuwe reeks potentiële springplanken voor maanevolutie”, zei de hoofdauteur van het onderzoek, Jacob Kegres. “We zijn aan dit project begonnen zonder precies te weten wat de resultaten van deze simulatie met zeer hoge resolutie zouden zijn. Dus in naast de grote opening die de beslissingen De standaard je verkeerde antwoorden kon geven, was het erg spannend dat de nieuwe resultaten een maanachtige satelliet in een baan om de aarde konden bevatten.

De maan zou zijn ontstaan ​​na een botsing van 4,5 miljard jaar geleden tussen de jonge aarde en een object ter grootte van Mars, genaamd Theia. De meeste theorieën creëren de maan door de geleidelijke ophoping van puin van deze inslag. Dit werd echter op de proef gesteld door metingen van maangesteenten die hebben aangetoond dat hun samenstelling vergelijkbaar is met die van de aardmantel, terwijl de inslag puin produceert dat voornamelijk van Theia komt.

Dit onmiddellijke satellietscenario opent nieuwe mogelijkheden voor zowel de initiële baan om de maan als de voorspelde samenstelling en interne structuur van de maan. De volgende paar maanvluchten zouden nieuwe aanwijzingen moeten onthullen over het soort gigantische inslag die naar de maan heeft geleid, wat ons op zijn beurt zal vertellen over de geschiedenis van de aarde zelf.

Het onderzoeksteam bestond uit wetenschappers van het NASA Ames Research Center en de University of Glasgow, VK, en hun simulatieresultaten zijn gepubliceerd in Astrofysische journaalbrieven.