და მაინც, როგორ წარმოიშვა მთვარე?

თავდაპირველად იყო პლანეტა, რომელიც მოძრაობდა მზის გარშემო იგივე ორბიტაზე რომელზეც დედამიწა. ამ დროს ერთი პლანეტა დაეწია მეორეს და…

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=50gxyyU0V7U[/youtube]

როგორიც არ უნდა ყოფილიყო სხეული, რომელიც დედამიწას შეეჯახა (მას პირობითად ტეიას უწოდებენ) მისი იზოტოპური შემადგენლობა არ უნდა ემთხვეოდეს დედამიწისას. მთვარის იზოტოპური შემადგენლობა კი დედამიწისას ემთხვევა, შეიძლება ითქვას რომ თითქმის იდენტურიც კი არის. როგორ აიხსნება ეს? რამდენიმე დღის წინ გამოჩნდა ორი დამოუკიდებელი პუბლიკაცია, რომელიც პრობლემას ორი სხვადასხვა კუთხიდან განიხილავს.

პირველი თეორია, შემუშავებულია რობინ კანუპის მიერ სამხრეთ-დასავლეთის კვლევითი ინსტიტუტიდან (ა.შ.შ), მის თანახმად, ტეია დედამიწაზე მცირე ზომის არ ყოფილა (როგორც ეს არის დღეს მიჩნეული), მისი თქმით დედამიწის და ტეიას ზომები დაახლოებით ერთნაირი იყო. მეორე თეორია კი ეკუთვნის სარა სტიუარდს ჰარვარდის უნივერსიტეტიდან (ა.შ.შ), მისი თქმით: ტეია ზომით მარსს უტოლდებოდა და არა დედამიწას. შეგახსენებთ: ახლა ითვლება, რომ შეჯახებამდე და მის შემდეგ გარკვეული, მცირე დროის განმავლობაში დედამიწაზე ერთი დღის ხანგრძლივობა ხუთ საათს შეადგენდა. მეორე ჰიპოთეზის ავტორებმა დღე 2,5 საათამდე შეამცირეს და შედეგიც მიიღეს.

ჰიპოთეზების პრობლემას წარმოადგენს მთვარის იზოტოპურ შემადგენლობასთან მსგავსება, რომელსაც ჩვენ ახლა ვხედავთ. თუ ორივე თეორია მართალია, შემადგენლობის მხრივ, მაშინ ორიდან რომელმა მექანიზმმა იმუშავა? ნათელია, რომ უნდა არსებობდეს ჰიპოთეზების შემოწმების მეთოდი, რომელიც ცდება დედამიწის და მთვარის ზედაპირების ქიმიურ ანალიზს, და საბედნიეროდ ასეთი მეთოდი არსებობს.

პირველი თეორია შეჯახების ვარიანტს განიხილავს პლანეტების მასების და ზომების მსგავსების გათვალისწინებით: ტეია იწონიდა მაშინდელი დედამიწის მასის 50-90%-მდე. შეჯახების მოდელირებამ ობიექტთან, რომლის მასაც შეადგენდა დედამიწის მასის 80% შედეგად დაახლოებით დღევანდელის იდენტური მაჩვენებელი გამოიღო: დედამიწის და მთვარის შემადგენლობა მსგავსია, თუმცა ჩვენი პლანეტის ბირთვში მძიმე მეტალების კონცენტრაცია გაცილებით მეტია, რადგან სწორედ დედამიწის მანტიაში დარჩა ტეიას მძიმე ნივთიერებები.

სარა სტიუარტის სტატიის მიხედვით,  პლანეტის მასა შეადგენდა მაშინდელი დედამიწის 10% — სხვა სიტყვებით ის მარსის მასასთან ახლოს იყო, რაც ტეიას მასის ტრადიციულ ვარიანტს ემთხვევა. განაწილება, რომელიც წარმოქმნა შეჯახების შედეგად გამოწვეულმა აფეთხებამ, შემდგომ, ახლო კოსმოსურ სივრცეში, ანასხლეტი დისკისაგან მოახდინა მთვარის ფორმირება, რომელიც სავსებით შეიძლებოდა გამხდარიყო ის რასაც ჩვენ დღეს ღამის ცაში ვხედავთ. ტეია უბრალოდ ჩაიძირა დედამიწის სიღრმეებში, რის გამოც, არ მოხდა მისი შიგთავსის კოსმოსში გასროლა, შესაბამისად თანამგზავრის ფორმირებაში ამ ელემენტებს მონაწილეობა არ მიუღიათ.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=GKVMbRlyZdA[/youtube]

ერთი შეხედვით ეს ვარიანტი არც ისე რეალურია: რადგან დედამიწას, რომელმაც „გადაყლაპა“ ტეიას მობრუნების ინერციით გამოწვეული ენერგია, თავისი ღერძის გარშემო წრე 2,3–2,7 საათში უნდა დაერტყა. ორივე შემთხვევაში გვაქვს მსგავსი პრობლემა: დროთა განმავლობაში კონვექციას უნდა გამოეტანა ტეიას მასალის ნაწილი, იზოტოპების შესაბამისი განაწილებით ზედაპირზე, თუმცა გეოლოგების თქმის ასეთი რამ ჯერ-ჯერობით არავის შეუმჩნევია.

ამ პრობლემისგან თავის დაღზევა გაცილებით ადვილია იმ შემთხვევაში, თუ ცავთვლით, რომ ტეიას ზომა მაშინდელი დედამიწის 10% იყო (მეორე ჰიპოთეზა): თუ ელემენტების გამოფრქვევა დედამიწის ზედაპირზე მოხდა, ეს იყო ფრაგმენტული, შესაბამისად მათი გარჩევა შემთხვევითი ფლუქტუაციისგან თითქმის შეუძლებელია.

თუმცა ორივე ჰიპოთეზა ასევე წარმოშობს სხვა საფუძვლიან პრობლემას. სისტემა დედამიწა — მთვარეს შეჯახების ორიდან ნებისმიერი ვარიანტის შემდეგ ძალიან დიდი მოძრაობის სისწრაფე უნდა ჰქონოდა, რადგან უკვე არსებულ ენერგიას ემატებოდა ტეიას ენერგია. მობრუნების კუთხის მომენტიუკვალოდ უბრალოდ ვერ გაქრებოდა: სხვა შემთხვევაში ჩვენ ახლაც ვიცხოვრებდით დედამიწაზე, რომელზეც დღის ხანგრძლივობა იქნებოდა 2-3 საათი, ან მანძილი დედამიწას და მთვარეს შორის გაიზრდებოდა არა 400 ათას კილომეტრამდე არამედ გაცილებით დიდად. ასეთი არაფერი არ გვაქვს, მაშინ სად წავიდა ეს ენერგია?

მეორე ნამუშევრის ავტორები გვთავაზობენ: საქმე ისაა, რომ მთვარის ორბიტას და დედამიწა-მთვარის სისტემის ორბიტას შორის — დედამიწა რეზონანსია, რომლის მეშვეობითაც წარმოქმნილი ენერგია გადაეცემა მზეს.

შეგახსენებთ, რომ არსებობს მესამე ვარიანტიც, რომელიც შემდეგში მდგომარეობს: დედამიწის შეჯახება მოხდა კოსმოსურ სხეულთან, რომლის მასაც დაახლოებით მარსის ტოლი იყო, თუმცა ამ თეორიის თანახმად პლანეტები ერთმანეთს შეეხნენ ვიდრე შეეჯახნენ, ხოლო ტეია შესაბამისად მოშორდა დედამიწას-მთვარის იმ დროისთვის ჩანასახის მდგომარეობაში მყოფ სისტემას,  და სწორედ ამ დროს დაიხარჯა ენერგიის დიდი ნაწილი, რის გამოც დღევანდელი მთვარე მოძრაობს ნორმალური სისწრაფით.

თუმცა არც ეს ჰიპოთეზა მიუთითებს მისი შემოწმებისთვის საჭირო თითქოს ყველაზე საჭირო ელემენტზე: სად წავიდა ტეია? პირდაპირ ვთქვათ, სხეული, რომელსაც აქვს მარსის ტოლი მასა, შესაძლოა უფრო მძიმეც კი, უკვალოდ ვერ გაქრებოდა მზის სისტემაში, სადაც ასეთი პლანეტები ბევრი არ არის. სისტემის გარეთ გასვლა მას ძალიან გაუჭირდებოდა, ხოლო შიგნით ის არ არის (ნამდვილად არ არის?). ასე რომ, მესამე მიდგომის შესამოწმებლად საჭიროა კვალი. კონკრეტულად მზის სისტემაში მარსის ზომის უცნობი პლანეტის სახით.

მომავალი კვლევები გამოქვეყნდება ჟურნალ  Science-ში.

წყარო: Ars Technica.