Если ночью во всем городе выключить свет, единственным источником освещения останется Луна. И когда глаза привыкнут к темноте, тот свет, что отражает спутник Земли, окажется довольно ярким. Сотни лет назад электричества не существовало и именно Луна служила главным и единственным фонарем, освещающим путь в бесконечной мгле. Но световое загрязнение в городах давно лишило нас возможности наблюдать за звездным небом. И хотя мы привыкли к Луне и воспринимаем ее как должное, она не лишена загадок: начиная от формирования и заканчивая дальней и ближней сторонами. И если о ближней стороне Луны удалось многое узнать и даже ступить на ее поверхность, то дальная, скрытая от нас сторона, остается тайной. Но все тайное становится явным и ученые продолжают изучать спутник Земли и выдвигают новые, крайне интересные теории.

Причина разницы двух половинок Луны оставалась загадкой с 1960-х годов, после облета спутника советской и американской миссиями.

Откуда взялась Луна

Преобладающая теория формирования Луны гласит, что спутник появился в результате столкновения Земли с другим небесным телом. Как и другие планеты, Земля образовалась из оставшегося облака пыли и газа, вращающегося вокруг молодого Солнца. И да, ранняя Солнечная система вряд ли могла кому-то понравиться – огромное количество космических объектов сталкивались друг с другом, пока не достигли полного планетарного статуса.

Однако один из таких объектов мог врезаться в Землю на раннем этапе ее формирования. Так, столкновение с Тейей – объектом размером с Марс – привело к выбросу в космическое пространство испарившихся обломков в виде юной земной коры. Следующий шаг сделала гравитация, связав эти обломки весте. Вот что, по мнению большинства ученых, привело к созданию Луны.

Подобное формирование могло бы объяснить, почему Луна состоит преимущественно из более легких элементов, что делает ее плотность значительно меньше, чем плотность Земли, – полагают исследователи из NASA.

Две стороны Луны появились из-за столкновения космических тел и обломков, что произошли несколько миллиардов лет назад в окрестностях южного полюса Луны

Таким образом, материал, из которого образовалась Луна, вероятно, состоял из земной коры и не затронул ядро планеты. Выброшенный в результате столкновения материал скопился вокруг ядра Тейи, придерживаясь пути, по которому Солнце движется по небу.

По мнению ученых описанный выше сценарий является наиболее вероятным. Но популярность теории не означает, что в ней нет никаких проблем. Большинство разработанных компьютерных моделей предполагают, что более 60% Луны состоит из материала Тейи. Но образцы горных пород, собранные миссиями «Аполлон», свидетельствуют об обратном.

«С точки зрения состава Земля и Луна невероятно похожи, а их состав отличается незначительно. Однако это противоречие бросает вызов модели столкновения Тейи с Землей,» – отмечает Алессандра Мастробуоно-Баттисти, астрофизик из Израильского технологического института.

Две стороны одной Луны

Как следует из описанного выше, происхождение Луны по-прежнему остается загадкой. Но что насчет ее сторон? Ближняя сторона (ее также называют «светлой») наполнена пятнами и остатками древних потоков лавы. А дальняя («темная сторона») практически полностью лишена крупномасштабных характеристик. Это многое говорит о причинах различия сторон одного небесного тела.

Ближняя сторона Луны представлена в левом полушарии. Дальняя сторона представлена в правом полушарии.

Так, различия между «светлой» и «темной» сторонами Луны были впервые выявлены в 1960-х годах во время Лунной гонки. В частности, на «светлой» стороне находится Procellarum kreep terrane (PKT): концентрация калия (K), редкоземельных элементов (REE), фосфора (P), а также тепловыделяющих элементов, таких как торий (тяжелый слаборадиоактивный металл серебристого-белого цвета).

Эта геологическая провинция, по-видимому, сосредоточена вокруг самой большой из вулканических равнин на ближней стороне Луны под названием Oceanus Procellarum. Но в других регионах вулканических отложений гораздо меньше. По мнению ученых, может существовать связь между PKT и потоками лавы с одной стороны Луны на другую.

Теперь же результаты нового исследования, опубликованного в журнале Science Advances, предлагают рассмотреть новую теорию, согласно которой различия между сторонами Луны появились миллиарды лет назад в результате столкновений космических тел.

Мы знаем, что большие удары, подобные тому, что сформировал Oceanus Procellarum, будут генерировать много тепла. Однако главный вопрос заключается в том, как именно это тепло влияет на внутреннюю динамику Луны, – говорит Мэтт Джонс из Университета Брауна, ведущий автор нового исследования.

Миллиарды лет назад столкновение Земли с Тейей привело к появлению Луны

Ранее ученым удалось показать, что при любых правдоподобных условиях крупнейшие структуры Солнечной системы в конечном итоге концентрируют тепловыделяющие элементы. Авторы научной работы полагают, что тепло способствовало таянию мантии и произвело на свет потоки лавы, следы которой мы наблюдаем на поверхности Луны прямо сейчас.

Луна не так проста

Итак, если тепло переносит букет химических элементов на «светлую» сторону Луны, но не на «темную», то верхняя мантия на противоположной стороне была бы слишком холодной. Это может объяснить распределение материала аналогичным образом. Интересно, что новая гипотеза согласуется с ощутимой асимметрией между сторонами нашего естественного спутника.

Отметины, расположенные на светлой стороне Луны, в прошлом считались морями. Интересно, что такие же пятна есть и на обратной стороне, однако, как выяснили ученые, эти пятна на самом деле кратеры, имеющими вулканическое происхождение.

Причина, по которой поверхности Луны неоднородны заключается в распределении веществ группы KREEP (калий, церий, эрбий, европий, фосфор).

По мнению авторов исследования, формирование PKT, возможно, является не только самым важным открытым вопросом в изучении Луны, но и одним из важнейших событий в истории спутника нашей планеты. И так как работа объединяет оба события, полученные результаты захватывают дух, весь мы как никогда близко подобрались к Луне и пониманию ее истории.