A Hold eredete: a nyomok a Vénusz felé vezetnek

2311

A Hold eredetével foglalkozó legutóbbi nemzetközi tudományos konferencián felvetődött, hogy a Vénusz kémiai összetételének részletes vizsgálata nagyban alátámaszthatná a Hold eredetének legvalószínűbb ütközési modelljét.

Az Angol Királyi Társaság 2013. szeptemberében Londonban egy nemzetközi tudományos konferenciát rendezett a Hold eredetével kapcsolatos aktuális kérdésekről.

Az Apollo-expedíciók által 1969 és 1972 között a földre hozott mintegy 382 kilogramm kőzet- és porminta laboratóriumi elemzése a Hold eredetének legátfogóbb magyarázatához vezetett. A nagy mennyiségű holdkőzet és a Hold kialakulását magyarázó elmélet a hold- és bolygókutatás nagyszerű eredményének tekinthető. A holdkőzetek és meteoritek laboratóriumi vizsgálatán kívül égi mechanikai vizsgálatokkal, számítógépes szimulációs modellekkel is alátámasztották a Hold kialakulásával kapcsolatos elméleteket. Eszerint a Naprendszer kialakulásának első tízmillió évében a Mars bolygóval csaknem azonos méretű hipotetikus ősi égitest, a Theia ütközött a Földdel. A gigantikus ütközés következtében nagy mennyiségű törmelék szóródott ki a világűrbe, ennek egy része megszökött a Föld környezetéből, de jó része bolygónk körüli pályán maradt, a tömegvonzás hatására csomósodott, égitestté formálódott: kialakult a Hold. A gigászi esemény során a Theia szétesett, ma már nem létezik. A maradékanyag kisebb-nagyobb csomói, darabjai vagy kiszóródtak, vagy a ősi Holdba, illetve a hatalmas ütközés után újra formálódó Földbe ütköztek

20131012_a_hold_eredete_1

Művészi elképzelés arról az ősi kozmikus kataklizmáról, amikor a fiatal Földünkbe egy csaknem Mars méretű égitest ütközött. Ennek következménye volt az, hogy a kidobódott és földkörüli pályán maradt anyagból összeállt a Hold (kép: Science 342. köt., 2013. október 11-i szám, 183. oldal).

A Hold keletkezésének fentebb vázolt ütközési elmélete az égimechanikai szimulációkkal és földi geokémiai vizsgálatokkal támasztható alá és e két vizsgálati módszernek egymással összhangban kell lennie. Azonban a mostani londoni konferencián a geokémikusok és planetológusok több nehézségre is rámutattak a Hold eredetéről szóló ütközési elmélettel kapcsolatban – bár az ütközési elméletet magát nem vetették el. A holdkeletkezési elméleteknek ugyanis meg kell magyarázniuk a Föld és a Hold kémiai összetételének hasonlóságát, azonos izotópösszetételét, a Hold Földénél kisebb átlagsűrűségét, valamint a Föld-Hold rendszer impulzusnyomaték viszonyait, annak keringési és forgási összetevőit.

20131012_a_hold_eredete_2

A Hold ütközéssel történő keletkezésére a legutóbbi évtizedben három modellt dolgoztak ki, amelyek a becsapódó kis égitest (impactor) mérete, illetve a Föld ütközés előtti tengely körüli forgásideje szerint különböznek egymástól (kép: Science 342. kötet 2013. október 11., 183-185. oldal).

A Hold ütközéssel történő keletkezésének részletekben eltérő eseteit a londoni konferencia eredményeként a mellékelt ábra mutatja be. Az ábrán a következő modellek láthatók: az ősi Földhöz (proto-Earth) képest kis méretű becsapódó test (impactor) esetén az ütközés utáni Föld és Hold eltérő kémiai összetételű lesz (legfelső sor, Robin Canup modellje a 2000-es évek elejéről). A gyorsan forgó fiatal Földbe egy kisebb méretű test ütközik, ekkor a Föld és Hold azonos, a Föld eredeti kémiai összetételével megegyező lesz (középső sor, Matija Cuk és Sarah Stewart, 2012-es modellje). A Földbe egy vele közel azonos méretű test ütközése kevert, de azonos kémiai összetételt eredményez az ütközés utáni Földre és Holdra (legalsó sor, Andreas Reufer és kollégái 2010-es, valamint Robin Canup 2012-es modelljei). A középső és legalsó sorok modelljeit tartják ma a legelfogadottabbnak a Föld és Hold nagyon hasonló kémiai összetétele alapján, de még ezek a modellek is túl sok impulzusnyomatékot eredményeznek a Föld-Hold rendszerben a megfigyelthez képest, és ezt a modellek további finomításával még javítani kell.

A meteoritok kémiai összetételének és a Föld, valamint a Hold összetételének összehasonlítása támpontot adhat arra, hogy hol, milyen naptávolságban alakult ki a Földbe ütköző égitest, a Theia. A belső Naprendszerben a kisbolygók fő övezetéig a tömeg 80%-a a Földben és a Vénuszban összpontosul, tehát volt elegendő anyag a Földdel és a Holddal azonos kémiai összetételű égitest kialakulásához. A mostani londoni konferencián felvetődött: lehetséges az, hogy a Holdat a Földbe ütközéssel létrehozó égitest is valahonnan a Vénusz és Föld közötti térségben jött létre. Ugyanis például a Mars kémiai összetétele – a Marsról a Földre került meteoritek alapján – eltér a Föld-Hold rendszerétől, tehát az ütköző égitest nem a Mars naptávolságában vagy annál még távolabb keletkezhetett, hanem inkább beljebb, a Vénusz- és a Föld-pálya között. A mai belső Naprendszer kisbolygóinak és meteoritikus anyagának vizsgálata nem az ősi belső Naprendszerről adna információt, ezért inkább ma is a keletkezési helyéhez közeli pályán keringő Vénusz anyagának vizsgálata adna erős alátámasztást a Hold keletkezésére – de a Vénusz vizsgálata nyilvánvalóan igen nehéz űrkutatási feladat.

A londoni konferencia után egyre bizonyosabb, hogy a Hold ütközéssel történt keletkezési modellje megalapozott elképzelés. Azonban még több kérdést kell tisztázni a Hold keletkezésével kapcsolatban, mert az ütközés és összeállás nyilvánvalóan igen összetett folyamatok. A Hold eredetéről tartott nemzetközi tudományos konferenciáról a Science folyóirat 2013. október 11-i száma közöl összefoglalót.

Források:

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás