Već desetljećima znanstvenici pokušavaju riješiti misterij nastanka našeg najbližeg susjeda – Mjeseca. Još od 1980-ih prevladavala je teorija prema kojoj je Mjesec nastao kao posljedica golemog sudara Zemlje s protoplanetom Theijom. Međutim, nova istraživanja sa Sveučilišta Penn State dovode u pitanje tu teoriju, predlažući alternativu poznatu kao "zarobljavanje binarnom izmjenom".

Prema ovoj radikalnoj teoriji, Mjesec je možda započeo svoj život kao jedan od dvaju tijela u tzv. "terestrijalnom binarnom sustavu" – dva kamena objekta koja su kružila jedno oko drugoga. Prolazeći u blizini Zemlje, gravitacijska sila našeg planeta privukla je jedno od tih tijela u orbitu dok je drugo odletjelo u svemir.

Nova hipoteza

Voditelj istraživanja, profesor Darren Williams, pojašnjava: "Nitko zapravo ne zna kako je Mjesec nastao. Četiri desetljeća smo imali jednu mogućnost, a sada imamo dvije." Teorija o sudaru Zemlje s protoplanetom Theijom postala je dominantna nakon Kona konferencije na Havajima 1984., kada su znanstvenici, analizirajući uzorke lunarnih materijala koje su donijele Apollo misije, otkrili da Mjesec ima sličan, ali ne identičan kemijski sastav kao Zemlja. To je sugeriralo da je Mjesec nastao iz ostataka izbačenih nakon snažnog udara.

Mjesec se polako udaljava od Zemlje i ostavit će snažan utjecaj: 'Počet će se drugačije ponašati'

Iako je teorija o sudaru dobro objašnjavala kemijski sastav Mjeseca, prema Williamsu i njegovim kolegama nije pružila odgovore na sva pitanja. Na primjer, očekivalo bi se da Mjesec, ako je nastao od ostataka koji su se postupno kondenzirali u sferu, kruži iznad Zemljinog ekvatora. Međutim, Mjesečeva je orbita nagnuta za sedam stupnjeva u odnosu na Zemljin ekvator.

Zarobljavanje binarnom izmjenom

Kako bi pronašli alternativno objašnjenje, znanstvenici su se okrenuli fenomenu zarobljavanja binarnom izmjenom. Prema ovoj hipotezi, Zemlja je mogla "zarobiti" jedan od dvaju tijela koja su zajedno prolazila kroz prostor. Primjer za ovakav proces nalazimo u Tritonu, najvećem Neptunovom satelitu, za koji se vjeruje da je zarobljen iz Kuiperovog pojasa, gdje je otprilike jedan od deset objekata binaran. Poput Mjeseca, Triton također kruži pod velikim nagibom od 67 stupnjeva u odnosu na Neptunov ekvator.

Matematički modeli pokazuju da je ovakav scenarij moguć i za Zemljin Mjesec. U studiji objavljenoj u časopisu The Planetary Science Journal, istraživači su izračunali da bi Zemlja mogla zarobiti objekt mase između 1 i 10 posto svoje vlastite. S obzirom na to da Mjesec čini oko 1,2 posto Zemljine mase, ovaj uvjet je zadovoljen.

Postoji, međutim, jedan ključan uvjet: binarni sustav morao bi proći unutar 128,750 km od Zemlje brzinom manjom od 10,800 km/h. Iako se to čini kao velika brzina, na kozmičkoj skali to je prilično sporo. No, čak i pri ovim sporim brzinama, Mjesečeva početna orbita bila bi vrlo eliptična, slično putanji kometa oko Sunca.

Tidalne sile i stabilizacija Mjesečeve orbite

Istraživači su također pokazali da bi plimne sile između Zemlje i Mjeseca postupno prilagodile njegovu orbitu. Kako Mjesec kruži oko Zemlje, plime lagano zaostaju za njegovom orbitom, stvarajući gravitacijsko povlačenje koje bi postupno stabiliziralo i zaokružilo orbitu, dovodeći je do današnje relativno stabilne putanje.

"Danas je plima ispred Mjeseca," pojašnjava profesor Williams. "Ona ubrzava orbitu, dajući joj mali poticaj. S vremenom se Mjesec sve više udaljava." Trenutno, Mjesec se svake godine udalji za oko tri centimetra od Zemlje.

Prednosti nove teorije

Teorija zarobljavanja binarnom izmjenom pruža prednosti u objašnjavanju Mjesečeve nagnute orbite te prisutnosti određenih kemijskih izotopa pronađenih na Mjesecu, ali ne i na Zemlji. Znanstvenici priznaju da ova teorija ovisi o nekoliko "nevjerojatnih događaja" koji su morali nastupiti istovremeno, ali Williams vjeruje da je vrijedno dalje proučavati ovu mogućnost.

Istraživači smatraju da su binarni sustavi možda bili češći u ranom Sunčevom sustavu nego što se dosad smatralo te da bi ovaj proces mogao objasniti nastanak Mjeseca. "Ovo otvara čitav niz novih pitanja i prilika za daljnje istraživanje," zaključuje profesor Williams.

Dok nova teorija predstavlja intrigantnu alternativu standardnoj hipotezi o sudaru, njezino konačno dokazivanje još uvijek ostaje izazov, a znanstvena zajednica sada ima novi put za razmatranje.