Раскрыта тайна наклонения лунной орбиты

Необычно сильное наклонение лунной орбиты можно объяснить несколькими несостоявшимися столкновениями обломков.

Орбита Луны слишком сильно наклонена: в десять раз сильнее к плоскости земной орбиты, чем должно быть. Астрономы нашли возможное объяснение "проблемы наклонения": вероятно, орбиту Луны отклонили вскоре после ее образования несколько пролетавших мимо планетезималей (крупных обломков), сообщают исследователи в журнале "Nature". Это может объяснить, почему у Венеры нет Луны.

Почему орбита Луны наклонена сейчас на пять градусов к орбите Земли? Фото: © NASA/JSC

Когда появилась Луна на орбите Земли

Наша Луна запоздала со своим рождением: она возникла не из первоначального облака одновременно с Землей, а лишь вскоре после мощного столкновения Земли с протопланетой Тейя. Появившееся в результате этого кольцо обломков сжалось за несколько тысяч лет в протолуну, которая под действием приливных сил и вращения постепенно приобрела современную форму и орбиту.

Проблема наклонения орбиты

Но этим сценарием ученые не могут объяснить наклонение орбиты Луны к орбите Земли, составляющее около пяти градусов. И это странно, так как кольцо из обломков и сама протолуна должны были сформироваться почти точно в плоскости орбиты Земли - это доказывают физические модели формирования Луны. Даже если принимать во внимание влияние приливных сил, все равно сегодняшнее наклонение орбиты спутника в десять раз больше, чем оно должно быть. Но почему?

"Предыдущие исследования пытались объяснить это гравитационным резонансом новообразованной Луны с Солнцем или с сохранившимися остатками кольца из обломков. Но ни один такой сценарий не является удовлетворительным".
Каве Пехлеван (Kaveh Pehlevan) и Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli), обсерватория Cote d'Azur в Ницце. "

Поэтому исследователи искали возможную причину наклона Луны с помощью моделирования.

Вид пылающей Земли с молодой Луны Фото: Laetitia Lalila

Отклонение из-за крупных обломков

Учеными была высказана гипотеза: возможно, Луну отклонили от ее первоначальной орбиты несколько несостоявшихся столкновений с более крупными планетезималями. Как показывает моделирование, спутник Земли был через десять миллионов лет после ее образоования на таком расстоянии от Земли, которое делало его особенно чувствительным к внешним воздействиям. Даже гравитационного эффекта нескольких пролетавших вблизи крупных обломков могло оказаться достаточно, чтобы надолго изменить ​​курс Луны.

И такие случаи были тогда весьма вероятными, так как в этой фазе ранней Солнечной системы вокруг нашего естественного спутника летало и постоянно сталкивалось с ним множество остатков формирования молодой планеты. Многие обломки, упавшие на Землю, могли пролетать вблизи Луны.

Почему у Венеры нет луны?

По мнению ученых, этот механизм может также объяснить, почему сегодня у Венеры нет спутника, а земная Луна возникла позже самой планеты. Венера вращалась в начале существования Солнечной системы в регионе, по которому пролетали особо крупные планетезимали.

"Каждый из возникших тогда спутников был бы выброшен с орбиты при столкновении с такими планетарными эмбрионами".
Каве Пехлеван, Алессандро Морбиделли

Это изменилось лишь тогда, когда эти планетезимали уменьшились при столкновениях с протопланетами и Солнечная система стала постепенно менее "опасной". Опоздавшая родиться Луна в основном избежала этой бомбардировки и лишь слегка отклонилась с орбиты из-за нескольких пролетавших мимо нее планетезималей.

"И как выживание планет зависит от их звездной среды, так и существование возникших при столкновениях лун зависит от планетарного окружения во время их образования".
Каве Пехлеван, Алессандро Морбиделли

Источник: nature.com