چگونه ماه تشکیل شد؟

چگونه ماه ما تشکیل شد؟ از چه زمانی تنها همدم سیاره ما، با ما همراهی کرده است؟ این مقاله را بخوانید تا اطلاعات کلی در مورد این موضوع به دست آورید.
ماه بخش جدایی ناپذیر از زندگی ما است. ماه میزان جذر و مد را در سراسر سیاره ما تنظیم می‌کند. علاوه بر این، بعد از این‌که خورشید بعد از پایان روز به استراحت می‌پردازد، ماه نور هدایت‌گر ما می‌شود. همچنین از زمان‌های قدیم الهام‌بخش شاعران بوده است، ماه تنها همدم در شب‌های تنهایی است. آیا تابه‌حال فکر کرده‌اید که چگونه تنها ماهواره سیاره ما در اقامت موقتش به دور خورشید، از زمانی که سیاره ما را همراهی کرده شکل گرفته است؟
این مقاله تلاش می‌کند تا بر اساس تحقیقات در نجوم و اکتشافات فضا تا این لحظه، به این سوال پاسخ دهد.
ماموریت‌های آپولو که روی ماه فرود آمد برگرداندن سنگ قمری بود و برای اولین بار دانشمندان در مورد ترکیب آن یک نظریه داشتند. برای درک منشاء این ماهواره، باید ابتدا بفهمید که از چه چیزی ساخته شده است. سپس از ترکیب، ساختمان و شباهت‌هایش با ترکیب زمین، می‌توان تصمیم گرفت که کدام یک از فرضیه‌ها در مورد شکل‌گیری آن منطقی است. نظریه‌ای که بیشتر مورد توجه قرار گرفت، نظریه برخورد بزرگ بود که بیشترین خصوصیات را در مورد منشاء ماه توصیف می‌کرد کاملا قانع‌کننده بود.

نظریه برخورد بزرگ

بر اساس این نظریه، ماه از بقایای دفع شده به‌وسیله برخورد یک شیء بزرگ (به اندازه مریخ امروزی) بر روی سیاره ما در حدود 4.53 میلیارد سال قبل، زمانی‌که زمین مذاب در حال خنک شدن بود تشکیل شده است. از این رو، شکل‌گیری آن ارتباط تنگاتنگی با تشکیل زمین دارد. اجازه دهید درک کنیم که چگونه تنها ماهواره طبیعی ما از برخورد کره زمین جوان با این شیء بزرگ به اندازه مریخ (در اساطیر یونان، بعد از این‌که الهه یونان به الهه ماه سلنا حیات بخشید، تئا نامیده شد) تشکیل شده است.

تشکیل شدن تئا

به عنوان صفحه گازی، که دور خورشید جوان می‌چرخد (به نام سحابی خورشیدی) و تحت جاذبه فشرده شده است، بسیاری از سیارک‌ها که در مجاورت خورشید به دور خورشید می‌چرخند تشکیل می‌شوند. این سیارک‌های کوچک، با هم برخورد می‌کنند و به هم آمیخته می‌شوند و سپس در فرم سیاره مانند زمین در می‌آیند.
استدلال‌کنندگان نظریه برخورد بزرگ می‌گویند که زمین یک سیاره همدم در کنار خودش داشت که در یک نقطه لاگرانژی (ظاهرا L5 یا L4) واقع بود. (یک نقطه لاگرانژی یک موقعیت در سیستم گرانشی خورشید –زمین است که در آن کشش گرانشی بین هر دو آن‌ها بی اثر است. نتیجه گرفته می‌شود که هر شیء نسبتا کم جرم که در آن نقطه لاگرانژی قرار بگیرد با توجه به خورشید و زمین بی‌حرکت باقی می‌ماند. 5 نقطه لاگرانژی این چنینی در سیستم خورشید –زمین وجود دارد) بنابراین، سیاره فرضی تئا تصور می‌شود که در نقطه L5 یا L4 تشکیل شده باشد، و همراه با زمین به دور خورشید بچرخد. در طی این مدت، زمین ماهواره طبیعی نداشت. زمین بدون ماه بود. تئا تقریبا در مداری یکسان با زمین واقع بود به جز این‌که، 60 درجه خارج از فاز زمین بود. و در گردش به دور خورشید زمین را همراهی می‌کرد.

مدار بی‌ثبات تئا

مسیر هر سیاره در حال چرخش به دور خورشید، تحت تاثیر کشش گرانشی سیارات دیگر در منظومه شمسی است. در بسیاری از مواقع، سیارات، از جمله زمین از مسیر طبیعی خود منحرف می‌شوند. این بدین معنی است که آن‌ها مدارهای غیرعادی دارند. به طور مشابه، مدار تئا نیز توسط زمین و سیارات دیگر اطراف آن تحت تاثیر قرار گرفت. به عنوان یک سیاره، آن از طریق تجمع ماده در حال رشد بود. مدار غیرآشفته اولیه فاصله امنی را با زمین برقرار می‌کرد. بااین‌حال، همچنان‌که در طی یک دوره 20 تا 30 میلیون سال، جرم آن از طریق تجمع افزایش می‌یافت، مدار آن بی‌ثابت شد و به طور فزاینده‌ای نامنظم شد و به صورت خطرناکی به زمین نزدیک شد.

برخورد تئا با زمین، تشکیل ماه

بالاخره یک روز، 4.53 میلیارد سال قبل، مدار بسیار نامنظم تئا منجر به برخورد غیرالاستیک با زاویه بسیار مورب با زمین شد. یک شیء را تصور کنید که به اندازه مریخ است (تقریبا سه چهارم اندازه زمین) و با زمین برخورد می‌کند. این اتفاق مانند انفجار میلیون‌ها بمب اتمی به صورت همزمان در روی کره زمین است. با‌این‌حال، به نسبت کیهانی، این یک برخورد متوسط بود. چون دو سیاره با هم برخورد می‌کنند، کنار هم می‌مانند. این منجر به تولید مقدار بسیار زیادی گرما می‌شود که منجر به ذوب و رسوخ هسته آهنی تئا به درون هسته زمین می‌شود و مقدار قابل توجهی پوسته زمین و تئا گسیل می‌شود بطوریکه دور آن بچرخد.
در حدود یک ماه بعد از برخورد، تقریبا نصف مواد مذاب، که از برخورد خارج شده‌اند به‌هم پیوسته و آمیخته می‌شوند تا ماه تشکیل شود. بقیه مواد ممکن است در تکه‌های کوچک دور زمین بچرخند. بااین‌حال، در نهایت این تکه‌ها توسط کشش گرانشی زمین مرتب شدند. دلیلی که ما می‌توانیم مقداری در این باره صحبت کنیم و برای کل این فرایند زمان بگذاریم این است که این تحقیقات از طریق شبیه‌سازی کامپیوتری انجام شده است که از نو تمام شرایط برخورد را به صورت مجازی خلق می‌کند. از طریق شبیه‌سازی کامپیوتری، تمام این مدل‌های اخترفیزیکی بررسی و به صورت دقیق تجزیه و تحلیل عددی می‌شود. زمین نیز به‌خاطر تکانه زاویه‌ای و جرم بعد از برخورد تقویت شد. بنابراین این نظریه برخورد بزرگ بهترین پاسخ ما به پازل تشکیل ماه است.

شواهدی بر نظریه برخورد بزرگ

دلیل این‌که چرا این بهترین نظریه قابل قبول است به شرح زیر است:
• نسبت‌های یکسان ایزوتوپ اکسیژن: سنگ‌های بازگردانده شده به‌وسیله ماموریت آپولو ایزوتوپ اکسیژن یکسانی را نشان داد که در ترکیب ماه وجود دارد و همانند زمین است.
• ماه سابقا مذاب بود: ویژگی‌های سطح برخورد ماه شاهد این واقعیت است که آن در گذشته یکبار به حالت مذاب بود. نظریه برخورد بزرگ به ما ماه مذابی را ارائه می‌دهد که با مطابق با این شواهد است.
• هسته فلزی و کوچک‌تر ماه: شواهدی وجود دارد که به طور غیرمستقیم نشان می‌دهد که ماه در مقایسه با سیاره‌های خاکی دیگر دارای هسته‌ای کوچک با محتوای فلز کمتر است. بسیاری از شبیه‌سازی‌های نظریه برخورد بزرگ پیش‌بینی می‌کنند یک ماه از پوسته برخورد دو جسم با هسته کم فلز ساخته شده است.
با‌این‌حال، برخی از حقایق باقی می‌مانند که با این نظریه نمی‌توان آن‌ها را توضیح داد. با‌این حال، این نظریه قوی‌ترین مدعی تا به‌حال باقی مانده است. شاید این نظریه برخی از جزئیات را نداشته باشد، تا بتواند کل ماجرا را شرح دهد. هر رویداد بزرگ این‌چنینی با تمامی جزئیاتش بسیار پیچیده است. ممکن است با گذشت زمان و شواهد جدید در آینده، تصویر فرضیه برخورد بزرگ در برخی اشکال تغیرر یابد، اما جان کلام همچنان باقی می‌ماند.
بازسازی گذشته از شواهد غیرمستقیم کار سختی است و سال‌ها تحقیق را می‌طلبد. نظریه برخورد بزرگ در حال حاضر بهترین حدس ما است.