Naš Mjesec stoljećima nadahnjuje mitove, poeziju i znanost. No iza njegove tihe prisutnosti na noćnom nebu krije se dramatična kozmološka priča. Većina znanstvenika danas smatra da je Mjesec nastao prije oko 4,5 milijardi godina, kada je s mladom, rastaljenom Zemljom sudario protoplanet veličine Marsa. Taj drevni objekt dobio je ime Teja. U sudaru se odvojio golemi komad Zemljine tvari koji je, u beskonačnom kozmičkom vrtlogu, oblikovao naš prirodni satelit.
Taj jedinstveni sudar pokrenuo je lanac događaja koji je promijenio sve, od geološke evolucije planeta do pojave života, piše Particle. Bez Mjeseca ne bi bilo plime ni oseke, a možda ni prvih organizama koji su se iz mora usudili zakoračiti na kopno.
Zemljin je Mjesec i po građi i po veličini iznimka u Sunčevu sustavu. Među trima planetima najbližima Suncu, samo Zemlja ima mjesec, i to neuobičajeno velik: promjera je oko četvrtine Zemljina. Takav omjer rijetko se susreće u kozmosu. Većina drugih satelita nastaje postupnim spajanjem manjih nakupina prašine i leda u orbitama, poput Saturnovih prstenova, ili pak gravitacijskim zarobljavanjem asteroida koji su prošli preblizu planetu.
Sudar koji je sve promijenio
Teorija o “divovskom udaru” nekoć je bila predmet rasprava, no danas je potkrijepljena brojnim numeričkim modelima. Astrofizičar dr. Jacob Kegerreis s Imperial Collegea u Londonu provodi simulacije na superračunalima kojima pokušava rekonstruirati rane faze Sunčeva sustava.
“U to vrijeme Sunce je bilo okruženo golemim oblakom plina, prašine i leda koji se postupno urušavao pod vlastitom gravitacijom”, objašnjava Kegerreis. “Planeti poput Jupitera brzo su narasli i počeli privlačiti materijal oko sebe, dok su Zemlja i Venera nastajale spajanjem desetaka manjih, stjenovitih protoplaneta.”
Prije nego što je teorija udara stekla prevagu, smatralo se da je Mjesec možda bio asteroid koji je Zemlja zarobila ili pak dio Zemlje koji se odvojio zbog brze rotacije. No te ideje, kaže Kegerreis, nisu izdržale test fizike.
“Gotovo je nemoguće izbaciti toliko mase, energije i kutnog momenta u orbitu bez sudara s objektom veličine planeta”, kaže. “Sličnost između Zemlje i Mjeseca čini tu teoriju privlačnom, jer sugerira da potječu iz iste tvari. Ali upravo ta sličnost stvara i problem: većina naših simulacija ne pokazuje tako savršeno ujednačenu mješavinu materijala između udarnog tijela i proto-Zemlje.”
Još uvijek, dodaje, nemamo potpuno objašnjenje zašto su izotopni potpisi Zemlje i Mjeseca gotovo identični.
Kozmička slagalica od milijardi čestica
Danas Mjesec svake godine polako odlazi od Zemlje, za oko 3,8 centimetara, što znanstvenicima omogućuje da prate njegovu povijest i potvrde model velikog udara. Brzina kojom se udaljava pomaže procijeniti koliko se brzo Zemlja okretala nakon sudara.
Kegerreis i njegov tim koriste metodu poznatu kao “glatka čestična hidrodinamika”, numeričnu tehniku kojom se sudar modelira kroz milijune, pa i milijarde računalnih čestica. Superračunala zatim izračunavaju kako svaka od njih reagira na gravitaciju, tlak i toplinu u djeliću sekunde.
“Riječ je o standardnim fizikalnim jednadžbama koje možemo pojedinačno testirati”, kaže Kegerreis. “No kada ih primijenimo na cijeli sustav, dobivamo nevjerojatno složenu sliku stvaranja planeta.”
Kako povijest ne posjeduje tipku za “premotavanje unatrag”, rekonstrukcija događaja starog 4,5 milijardi godina iznimno je teška. Ipak, stijene koje su astronauti donijeli s Mjeseca tijekom misija Apollo potvrđuju da su Zemlja i Mjesec nekoć bili jedno tijelo.
Dokazi se slažu poput dijelova slagalice, a potvrda sudara s Tejom ostaje jedan od najvažnijih ciljeva planetarne znanosti. “To je golema slagalica s mnogo komadića”, zaključuje Kegerreis. “A odgovor na pitanje kako je nastao Mjesec vjerojatno će razotkriti i cijelu mrežu povezanih misterija o nastanku Zemlje i Sunčeva sustava.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
