Nová simulace naznačuje, že Měsíc mohl vzniknout bez úlomkového disku

Měsíc vznikl podle dosud převládající teorie při srážce mladé Země s tělesem nazývaným Theia, které bylo zhruba velké jako Mars. Nová studie v časopise Astrophysical Journal Letters ale naznačuje, že průběh této události mohl být jiný, než se dosud předpokládalo. Výsledky popsal ve článku z 23. října časopis Eos, jehož autorem je Matthew R. Francis.

Dosavadní simulace obvykle zacházely s oběma tělesy jako s tekutinami. Tým vedený Adeene Dentonovou z Southwest Research Institute v Coloradu zvolil jiný přístup: Theii dal pevnou kůru, tedy zohlednil materiálovou pevnost hornin. Ostatní parametry zůstaly standardní. V modelu měla protozemě asi 88 procent současné hmotnosti Země a Theia přibližně 13 procent. Povrchové teploty byly blízké bodu tání povrchových hornin, ale tento bod nepřekračovaly.

Výsledek se podle autorů liší od klasických představ. Pokud měla Theia dostatečnou pevnost, při srážce se rozdělila na dvě části. Jedna z nich splynula se Zemí, druhá vytvořila protoměsíc, který se stabilizoval jako kompaktní těleso. Klíčovým závěrem studie je, že fáze úlomkového disku, přes kterou měl Měsíc podle standardního scénáře vzniknout, mohla být zcela přeskočena. Při ještě vyšší pevnosti, tedy u chladnější Theie, se těleso naopak rozpadlo na úlomky, což odpovídá modelu úlomkového disku. Pevnost materiálu tak podle modelu rozhoduje o tom, kterým směrem se vývoj ubere.

Sarah Stewart z Arizona State University, která se na studii nepodílela, k tématu poznamenala, že vznik Měsíce z disku je obtížnější, než se může zdát. Původ našeho přirozeného souputníka označila za „v podstatě nevyřešený“. Nová práce tak podle ní zapadá do širší debaty o tom, jak přesně k události došlo.

Podobné simulace jsou výpočetně velmi náročné. Tradiční výpočty mohou trvat dny, a tak bylo dlouho nutné modely zjednodušovat. Zlepšení výpočetního výkonu za poslední desetiletí podle článku umožnilo modely rozšířit, včetně zahrnutí materiálové pevnosti, která dříve zůstávala stranou. Právě toto rozšíření dovolilo prozkoumat scénáře, jež se v zjednodušených simulacích neobjevily.

Autoři studie zdůrazňují, že jde o první krok. Pro další upřesnění chtějí spolupracovat s geochemiky, kteří mohou poskytnout omezení pro pokročilejší simulace zahrnující materiálovou pevnost. Geochemická data o složení Země a Měsíce mají totiž za úkol ověřit, který ze scénářů skutečně odpovídá tomu, co vidíme dnes. Bez takového srovnání zůstává otázka, zda byl vznik Měsíce spíše „měkký“, nebo „křupavý“, otevřená.

Studie tak nepřináší definitivní odpověď, ale rozšiřuje okruh možných scénářů. Pokud se potvrdí, že Měsíc mohl vzniknout přímo z části rozštěpené Theie bez mezistupně úlomkového disku, bude to mít dopad na to, jak vědci vykládají například chemickou podobnost Země a Měsíce a další pozorování. Zatím ale zůstává především dalším argumentem v diskusi, která se podle Stewartové ani zdaleka neuzavřela.