Fortælling om månens fødsel

Fortælling om månens fødsel

Nick. Gorkavyy
"Science and Life" №12, 2014

Andre videnskabelige fortællinger Nick. Gorky se i "Science and Life" № 11, 2010, № 12, 2010, № 1, 2011, № 2, 2011, № 3, 2011, № 4, 2011, № 5, 2011, № 6, 2011, № 9, 2011, nr. 11, 2011, nr. 6, 2012, nr. 7, 2012, nr. 8, 2012, nr. 9, 2012, nr. 10, 2012, nr. 12, 2012, nr. 1, 2013, nr. 11, 2013, nr. 1, 2014, nr. 2, 2014, nr. 3, 2014, nr. 7, 2014, nr. 8, 2014, nr. 10, 2014.

Jordens satellit, Månen, er kun 81 gange lysere end selve planeten. Foto: Gregory H. Revera / Wikimedia Commons

Dronning Nikki kom for at besøge Prinsessin Dzintar og fandt hendes børn, Galatea og Andrew, og argumenterede voldsomt.

Galatea, skyllet, vendte sig til Nikki.

"Ved du, hvordan vores måne opstod?" – og pegede på en blek halvcirkel, der hængende i aftenhimlen.

Nikki smilede.

– Når jeg stillede det samme spørgsmål til min lærer, og han sagde, at folk har søgt et svar på det i millioner af år, da en gnist af årsager lyste op i deres øjne. To af de klareste og største objekter i himlen – Solen og Månen – syntes at jordforbindelser var vigtigere end alle andre stjerner og planeter. Fra myter og teorier om månens fødsel kan du lave en hel bog. I mange århundreder blev jordens satellit oprindelse simpelthen forklaret: Gud skabte jorden og selvfølgelig månen.

Og så syntes forskere. De fremsætter forskellige teorier om planeternes oprindelse og deres satellitter. Nicolaus Copernicus "lavede" planeterne drejede sig om solen, men dette ændrede ikke månens status – det var stadig den eneste kendte satellit på planeten og tættest på jordens kosmiske krop.Og da Galileo Galileo så i sit teleskop fire nye "måner" rundt om Jupiter, var det et chok for universets fundament. Det viste sig, at der udover Månen er andre planetariske satellitter!

Ud over de fire galileiske satellitter fra Jupiter i XVII-tallet, opdagede man fem satellitter af Saturn. Det XVIII århundrede var præget af opdagelsen af ​​planeten Uranus, dens to største satellitter, samt et par nye satellitter af Saturn. I 1800-tallet blev der opdaget endnu mere himmellegemer: Foruden asteroiderne og planeten Neptunus med satellittritonen så astronomerne to nye satellitter fra Mars, Saturn og Uranus og en anden, den femte fra Jupiter. I alt, i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, der ikke tæller månen, blev der opdaget enogtyve satellitter på fem planeter: fire af dem – Io, Callisto og Ganymede i Jupiter og Titan i Saturn – viste sig at være større og tungere end månen.

"Så vores måne er ikke bedre end andre satellitter?" – lidt ked af det, sagde Galatea.

Nikki rystede på hovedet.

"Selv efter deres opdagelse mistede Månen sin eksklusivitet, som ifølge forskere skyldtes den store relative masse – 1,2% af Jordens masse. Månen er kun 81 gange lysere end Jorden, mens Jupiters satellitter er tusinder gange mindre massive end deres planet.Jorden med sin satellit er særligt forskellig fra de nærliggende "jordlignende" planeter – kviksølv, venus og mars. De to første har ingen satellitter overhovedet, mens Mars er bare lille i forhold til månen. Men desværre er det umuligt at spore nogen regelmæssighed på de fire planeter i den jordbaserede gruppe, for for hver regel findes der en række undtagelser. Er tilstedeværelsen af ​​satellitsystemer i Mars og Jorden en regel, og deres fravær i kviksølv og venus er en undtagelse? Forskere kan stadig ikke svare på dette spørgsmål.

Start "Apollo 11" – den første ekspedition af jordforbindelser til månen. Kennedy Space Center, Florida, USA. 16. juli 1969. Foto: NASA

Statusmagasinens status ved Månens relative masse blev holdt i meget lang tid, på trods af at mange dusinvis af satellitter af gigantiske planeter blev opdaget i det tyvende århundrede.

Blandt astronomer var der dem, der betragtede Månen som en unik satellit, hvis metode skulle være speciel, forskellig fra mekanismen for dannelsen af ​​satellitter af andre planeter, for eksempel Mars.

I det 19. og 20. århundrede fremførte forskere en række teorier om månens dannelse – fra at blive fanget af Jorden fra rummet som helhed.1 før adskillelse fra den hurtigt roterende jord2.

– Hvordan er det? – Galatea var overrasket

Nikki forklarede:

– Hvis du styrker kroppen stærkt, kan centrifugalkræfterne rive den fra hinanden.

"Husk hvad jeg gjorde i går," Andrei kom til undsætning.

– Du snoede noget på et reb, hun brød ud og slog mig næsten i panden! sagde Galatea vredt.

Astronaut Edwin Aldrin (Apollo 11 Expedition) på månen. Snapshot kommandør skib Neil Armstrong. 21. juli 1969. Foto: NASA

– Faktisk var det et modelfly. Jeg afviklede det, så rebet brød og modellen fløj væk fra mig. Om det samme skete med Jorden og Månen, ikke? – Andrei vendte sig til Nikki.

"Sandt," sagde hun, "kun med den virkelige jord og månen, men med deres hypotetiske modparter i centrifugalaffaldsmodellen." Efterhånden har forskere fundet alvorlige modsætninger i denne model, men som i andre tidlige hypoteser, og de har taget deres plads i en samling af de forkerte teorier om dannelsen af ​​månen, der endnu ikke er oprettet.

Accretion modellen viste sig at være den mest varige og konsekvente. I Sovjetunionen i begyndelsen af ​​1970'erne blev den udviklet af Schmidt-Safronov-gruppen. En af deltagerne i projektet, Evgenia Ruskol, udgav i 1975 en bog kaldet Månens Oprindelse.

– Hvad betyder ordet "accretion"? – Galatea besluttede at præcisere.

Astronaut Eugene Cernan vil teste et terrængående køretøj på månens overflade under den sidste Apollo-17 måne ekspedition. 7. december 1972. Foto: NASA

– Det kommer fra latin "accretio"i oversættelse -" sticking "," increment "," joining. "Ifølge den accretionary model, i den tidlige fase af Jordens dannelse en disk, meget ligner Saturns ringe, akkumuleret gradvist omkring det. Disken blev dannet i færd med at stække meteoritter støv og gas skyer, så kondenserede det, og månen voksede gradvist ud af det. Satelliterne på gasplaneterne – Jupiter og Saturn – voksede sandsynligvis også ud af accretion-diske, der roterede rundt på gigantiske planets embryoner. Sandt nok er diskerne i de kæmpe planeter betydeligt mindre Sive end disken, hvorfra månen steg.

– Så når vi sculpt snowballs eller ruller snowballs fra klæbrede sne – er det også denne accretion? – erklærede spørgsmålet Andrew.

Nikki nikkede og fortsatte historien.

– Den accretionary model tyder på, at den gennemsnitlige kemiske sammensætning af månen skal svare til den gennemsnitlige kemiske sammensætning af jorden.

– Hvad betyder det? spurgte Galatea.

– Jeg vil forklare. I den indledende fase af dannelsen blev jorden opvarmet til en flydende tilstand. Tungmetaller blev druknet i magma og samlet i metalkernen på planeten. På overfladen forblev "lette" sten kontinenter, udtømt i jern og andre metaller. Dette førte til adskillelsen af ​​jordens indre lag i skorpen, mantlen og den metalliske kerne (fast – intern og væske – ekstern). Hvis igen en god "mix" planet, skal dens gennemsnitlige kemiske sammensætning være den samme som den måne, som ifølge teorien om tilvækst, ikke passere trinnet med smeltning og adskillelse af metaller.

Moonstone, fotograferet af rumgeologen Harris Schmitt under Apollo 17-ekspeditionen. 7. december 1972. Foto: NASA

I 1970'erne, Jorden satellit studeret amerikansk månens ekspedition vender tilbage til Jorden hundrede kilo prøver af månens klipper og sand, og den sovjetiske interplanetariske station "Luna-16", "Luna-20" og "Luna-24", der har implementeret automatisk levering til Jorden lunar overfladeprøver samt radiostyrede selvkørende køretøjer "Lunokhod-1" og "Lunokhod 2". Kemister analyserede data og prøver og blev overrasket over at finde ud af, at der var meget lidt jern på månen, omtrent det samme som i skorstenen.

"Men du sagde, at det ikke var nok i jordskorpen, fordi det sank og samledes i kernen," mindede Andrei.

– Det er rigtigt. Men månen blev ikke smeltet. Hvorfor blev hun udarmet i metal? Akkretionsteori kunne ikke svare på dette spørgsmål.

I 1975 fremførte amerikanske forskere en ny teori, der hævdede, at månen var født fra stykker af jordskorpen og mantlen, splittet fra planeten og smidt ind i rummet. Bare tænk: det er svært for os at sætte en satellit, der vejer kun 10 tons i rummet, og ifølge en ny teori for Månens dannelse, skulle treoghalvtredive milliarder milliarder tons sten lanceres i en stabil bane rundt om Jorden!

– Wow! – kunne ikke afstå fra udråbstegn Andrew.

– Skaberne af den nye teori måtte komme op med en forfærdelig katastrofe, der skete for vores planet for mere end fire milliarder år siden. De foreslog, at en anden planet om størrelsen af ​​Mars – dette hypotetiske objekt kaldet Thea – fløj ind i vores planet langs en tangential bane. Efter at have styrtede ned i jordens kant, huggede hun et kæmpe stykke fra hende, og han fløj i rummet …

– Og blev månen? – kunne ikke modstå spørgsmålet galatea

– I første omgang nej.Faktum er, at stykkerne af planeten smides ind i rummet med et slag enten forlade omgivelserne af Jorden helt eller tilbage. Og dette gigantiske stykke, som ikke kunne holde i rummet, vendte tilbage til Jorden og slog ud af det flere mindre stykker. Som følge af katastrofen kom det overvældende flertal af den udstødte masse tilbage til jorden igen, og nogle fragmenter af jordskorpen forblev i kredsløb og dannede en lavmasseskive omkring vores planet, hvorfra månen voksede.

Denne model af dannelsen af ​​månen hedde teorien om megaimpact eller overstrejke. I en vis grad gentog den den gamle teori om James Jeans, ifølge hvilken vores planetariske system opstod fra en strøm af solstoffet taget ud af solen af ​​en anden stjerne, da den passerede på afstand i nærheden af ​​den. Megaimpact-modellen var fundamentalt baseret på en gigantisk katastrofe – kun supermassen af ​​en supermassiv krop kunne forårsage en lille del af materiel udstødt fra Jorden for at holde sig i kredsløb, mens snavs, der blev fjernet fra overfladen af ​​planeten, af relativt små asteroider ikke kunne gå i kredsløb omkring det.

– Små, hvilke? – bedt om at præcisere Andrew.

"Tusindvis og hundredvis af kilometer i diameter" forklarede Nikki.

"Wow, de asteroider er enorme!"

– Ja, og de kunne banke ud meget snavs fra Jordens overflade, men de lå ikke i månens bane.

Satellit robot LADEE (USA) i kredsløb rundt om månen. Dens lancering fandt sted den 6. september 2013. Foto: NASAA

Megaimpact teorien blev meget populær, fordi den løst to problemer på én gang: jernmangel på månen (ifølge teorien blev den dannet af stykker af jordiske kontinenter, der allerede var udtømt i metaller) og en stor masse (som forklares af den ekstremt sjældne kollision af to kæmpe himmellegemer).

I slutningen af ​​det tyvende århundrede mistede Månen sin status som en ekstraordinær satellit. Dette skete efter i 1978, nær den lille Pluto, der ligger ud for Neptunens bane, blev satellitten Charon opdaget, hvis masse var 12% af massen af ​​selve planeten. Således overtog Charon månen med en relativ masse 10 gange.

Det næste slag for "Magtens" myndighed blev behandlet af asteroider. Tidligere blev de betragtet som byggepladser, der forblev i stedet for den uformede planet. Efter nærmere inspektion viste mange asteroider sig meget ligesom virkelige planeter.Satellitter blev endda opdaget i nærheden af ​​dem! Først blev det bevist af observationerne fra en gruppe af astronomer fra Krim Astrophysical Observatory. Og i 1993 fløj et amerikansk interplanetært rumfartøj Galileo op til en af ​​asteroiderne, kaldet Ida, og fandt en afrundet satellitdactyl med en diameter på 1,4 km nær den. I de næste 20 år blev hundreder af satellitter opdaget i asteroider placeret mellem Jorden og Jupiter, såvel som i de trans-Neptunske rumobjekter ud over Neptunens kredsløb. Massen af ​​asteroidsatellitter er ofte sammenlignelig med massen af ​​asteroiderne selv. I sådanne asteroider, som for eksempel Sylvia, er der to satellitter, der ligner månen – de bevæger sig i næsten cirkulære baner tæt på deres asteroids ækvatoriale plan.

– Hvorfor ramte opdagelsen af ​​disse satellitter megaimpact-modellen? – Galatea spurgte.

– Fordi modellen skabt på baggrund af den langsomme kollision af to store planeter ikke kunne forklare forekomsten af ​​satellitter nær en lang række små asteroider. Antag en lille asteroide kolliderer på en tangent med en anden asteroide. Hastigheden af ​​deres indbyrdes kollision er mange kilometer per sekund, og hastigheden af ​​en satellit i kredsløb omkring en asteroide er kun få meter per sekund.Er det muligt at antage, at en hurtig kollision af sådanne organer vil generere en langsom satellit nær asteroiden? Nej, selvfølgelig. Asteroider er skrøbelige og flyder: Fra en stærk indflydelse kunne ikke kun satellitten vises, men selve asteroiden ville simpelthen kollapse og blive en sky af snavs!

– Det er lettere at forestille sig to kugler, der kolliderede under flyvning og begyndte at valse rundt hinanden! – udbrød Andrew.

Nikki kiggede på børnene og fortsatte:

– Opdagelsen af ​​Charon samt et stort antal satellitter i nærheden af ​​asteroider og transneptuner bragte forskere til at skabe en ny teori om dannelsen af ​​satellitter. Det ville være mærkeligt at antage, at for tusinde satellitter af asteroider, Pluto og andre transpeptuner er der en universel teori om deres dannelse, og for en af ​​disse satellitter, Månen, der skiller sig ud fra det generelle område, med undtagelse af nærheden til Jorden, vil en særlig teori om megaimpacten fungere. Det er mere logisk at antage, at en model, der forklarer oprindelsen af ​​Charon og binære asteroider, nemt kan forklare månens oprindelse.

– Så hvad er denne nye teori? spurgte Galatea utålmodigt.

– Det stammer ved krydset mellem to modeller – accretionary og megaimpact.I begyndelsen af ​​2000'erne skabte planetologer fra gruppen S. S. Safronov i Moskva og ansatte i Simeiz Observatoriet på Krim, der først udviklede en model for oprindelsen af ​​små satellitter af gigantiske planeter og derefter en stor jord satellit, en ny model. Disse forskere gik videre end deres forgængere og formåede at skabe en korrekt teori om dannelsen af ​​månen og satellitter af asteroider. Den består af følgende. Alle planeter havde oprindelige accretion diske, som gas gigantiske planeter. Og planeterne med en stenede overflade og asteroiderne havde en ekstra kilde til stoffer involveret i dannelsen af ​​diske – hyppige udslip af støvskyder og snavs under påvirkning af meteoritter på en fast overflade. Disse snavs interagerede med den roterende skive og slog sig fast på det og vendte ikke tilbage til overfladen af ​​planeten.

– Det betyder, at disken har hjulpet vraget til at gå i kredsløb? – Andy gættede.

– Det er rigtigt. Med et slag er det meget svært at sætte et stykke snavs i kredsløb. Tag for eksempel en raket. Det stiger til kredsløbet rundt på planeten, for hele tiden korrigerer sin bane. Tilsvarende forbliver et fragment af jordskorpen, der oprindeligt har modtaget et tryk fra en meteorit og derefter en korrektion af kredsløbet fra partikler af en disk, i omløb.Disse affald akkumulerede og dannede diske rundt om asteroiderne, og derefter fusionerede til pæne satellitsatellitter i cirkulære baner. Så asteroider fødte deres måner.

Den samme model viste sig at være anvendelig til at forklare dannelsen af ​​månen: den opstod fra jordens vrag, opstiget til kredsløb som følge af ikke en super overraskelse på den gigantiske planet, men mange sæt asteroider, som er hundreder og tusinder gange mindre end den hypotetiske Tei.

Ifølge beregningerne fra Krimforskerne var Månen på tidspunktet for dannelsen meget tættere på Jorden og kun senere, under indflydelse af store tidevandsbjælker, flyttede væk fra det.

Månen er jordens satellit. Den gennemsnitlige radius er 1737 km. Omkredsen af ​​bane er 384 tusinde km. Den femte største satellit i solsystemet.

Io er en satellit af Jupiter. Den gennemsnitlige radius er 1821 km. Opdaget af Galileo Galilei i 1610, bemærkelsesværdigt for aktive svovl vulkaner.

Europa er Jupiter-satellitten. Den gennemsnitlige radius er 1561 km. Opdaget af Galileo Galilei i 1610. Den har en glat isoverflade, under hvilken havet ligger.

Ganymede – Jupiter satellitten. Den gennemsnitlige radius er 2634 km. Opdaget af Galileo Galilei i 1610. Den største satellit af solsystemet.

Callisto – Jupiter satellitten. Den gennemsnitlige radius er 2410 km.Opdaget af Galileo Galilei i 1610.

Titan – Saturns største satellit og den næststørste satellit af solsystemet. Den gennemsnitlige radius er 2576 km. Det har en tæt atmosfære og flydende hav på overfladen. Opdaget af Christian Huygens i 1655.

Charon – den største satellit af Pluto. Den gennemsnitlige radius er 1212 km. Opdaget i 1978 af den amerikanske astronom James Christie.

Ida (243) – asteroid nummer 243. Den gennemsnitlige radius er 16 km. Opdaget i 1884 af den østrigske astronom Johann Paliza. I 1993 fotograferede det interplanetære rumfartøj "Galileo" Ida tæt og opdagede Dactyl-satellitten med en radius på 700 meter.

Sylvia (87) – asteroide nummer 87. Dimensioner: 384 × 262 × 232 km. Opdaget i 1866 af den engelske astronom Norman Pogson. I 2001 og 2004 blev der fundet to Sylvia-Romulus-satellitter (18 km i diameter) og Rem (7 km i diameter).

James jeans (1877-1946) – britisk astrofysiker. Han fremsatte en teori om oprindelse af planeter fra en flok solstof, revet af en anden stjerne på nært hold.

Otto Yulievich Schmidt (1891-1956) – Sovjetograf og astronom. Han udviklede en teori om planets oprindelse fra en disk af små partikler og asteroider.

Viktor Sergeevich Safronov (1917-1999) – Sovjet og russisk astronom. Udviklet en detaljeret teori om oprindelsen af ​​solsystemets planeter.

Evgeniya Leonidovna Ruskol (B.1927) – Sovjet og russisk astronom, chef udvikler af den accretionære teori om månens oprindelse.

"Skal månen bevæge sig væk fra jorden?" – undrede Galatea.

– Ja, vores satellit forårsager tidevandsbukkere på Jorden, som så på måten virker på Månen på en hurtigere måde. Det betyder dette. Jorden roterer hurtigt og skifter disse bølger i løbet af dens rotation. Månen trækker dem tilbage med tyngdekraften, men de tiltrækker også den. Som et resultat accelererer månen langsomt, hvilket betyder, at den stiger til en højere bane og bevæger sig væk fra jorden.

Måske tidligere eksisterede mindre jord satellitter ud over Månens bane, som f.eks. Pluto – der er fire satellitter ud over Charons bane.

– Og hvad skete der med disse små satellitter på jorden? Hvorfor ser vi dem ikke? – spurgte Andrew.

"Månen, der flyttede væk fra Jorden, skulle spise dem," nikki shrugged. "Jeg synes, det var et storslået skuespil – en kollision af en stor og en lille satellit på jorden, hvilket gav anledning til en masse snavs og støvvorter, der strakte sig ud i en midlertidig ring rundt om jorden …"

"Så det var hvordan du blev født, Silver Moon!" – udbrød Galatea og kigger ud af vinduet på den skinnende halvdel af måneskiven.


1 Ifølge fangsthypotesen blev jorden og månen dannet uafhængigt af hinanden i forskellige dele af solsystemet. Da månen gik tæt på Jordens kredsløb, blev den fanget af vores planetens tyngdefelt, og månen blev jordens satellit.
2 Hypotesen om centrifugal adskillelse indebærer, at et tidligt dannelsesstadium et stort fragment adskilt fra den hurtigt roterende jord under virkningen af ​​centrifugalkræfter, hvorfra månen blev dannet på relativt kort tid.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: