نگاهی نو به چگونگی شکل گیری ماه

نمای هنری برخورد میان دو جرم سیاره ای

این تصویر نمای هنری برخورد میان دو جرم سیاره ای را نشان می دهد. به باور دانشمندان، کره ی ماه در پی یک چنین برخوردی که ۱۵۰ میلیون سال پس از پیدایش سامانه ی خورشیدی، میان زمین و یک جرم دیگر رخ داد پدید آمده است.

یافته های جدید نشان می دهد که برخورد یک سیاره بنام تـئا به زمین جوان آنقدر خشن بود که ابرِ پدید آمده از خرده های برخورد، پیش از آرام گرفتن و شکل دادن ماه، به طور کامل در هم آمیخته بود.

هنوز ۱۵۰ میلیون سال از پیدایش سامانه ی خورشیدی نگذشته بود که جرمی غول پیکر به بزرگی سیاره ی مریخ به زمین برخورد کرد و با آن یکی شد. در پی این رویداد، ابری غول آسا از سنگ و خاک به فضا پرتاب شد، همین ابر بود که سرانجام ذراتش به هم پیوستند و کره ی ماه را ساختند. این نظریه با نام “برخورد بزرگ”، حدود ۳۰ سال است که دانشمندان سیاره ای را کاملا راضی نگه داشته، البته تنها با یک ایراد. اگر چه این سناریو با نگاه به اندازه ی ماه و فیزیک مدارش به گرد زمین، منطقی به نظر می رسد، ولی اگر ترکیب ایزوتوپی ماه و زمین -هم ارز زمین شناسی “اثر انگشت” DNA- را با یکدیگر بسنجیم، کار کمی مشکل می شود. دقیق تر بگوییم، زمین و ماه بیش از اندازه همانند یکدیگرند. چشم داشت دانشمندان مدت ها این بوده که ماه می بایست “اثر انگشت” ایزوتوپی آن جرم بیگانه را در خود داشته باشد. چون آن جرم که به نام «تـئا» خوانده شده از یک جای دیگرِ منظومه ی شمسی آمده بوده، پس احتمالا اثر انگشت ایزوتوپی‌اش بسیار با زمین جوان باید متفاوت باشد.

اکنون گروهی از دانشمندان در دانشگاه مریلند (UMD) یک اثر انگشت ایزوتوپی تازه برای ماه به دست آورده اند که می تواند تکه ی گمشده ی این جورچین را به ما بدهد. آنان با تمرکز بر یکی از ایزوتوپ های تنگستن که هم در ماه و هم در زمین یافته شده، برای نخستین بار مدل پذیرفته شدی پیدایش ماه را با همسانی نامنتظره ی اثر انگشت های ایزوتوپی ماه و زمین آشتی دادند. یافته های آنان نشان می دهد که برخورد تئا به زمین جوان آنقدر خشن بود که ابرِ پدید آمده از خرده های برخورد، پیش از آرام گرفتن و شکل دادن ماه، به طور کامل در هم آمیخته شده بود.

ریچارد واکر، استاد زمین شناسی در UMD و یکی از نویسندگان این پژوهش می گوید: «مشکل این است که زمین و ماه از دیدگاه اثر انگشت های ایزوتوپی بسیار همسانند، که نشان می دهد هر دو از موادی همسان که در آغاز تاریخ سامانه ی خورشیدی گرد آمده بوده درست شده اند. این غافلگیرکننده است، زیرا انتظار می رود آن جرمِ هم – اندازه ی بهرام که ماه را پدید آورد بسیار متفاوت بوده باشد. پس معما اینجاست که زمین و ماه نمی بایست به این اندازه همسان باشند.» در سال های گذشته چندین نظریه ی گوناگون درباره ی دلیل همسانی ایزوتوپی زمین و ماه ارایه شده: شاید آن برخورد یک ابر غول پیکر خاک و خرده سنگ پدید آورده بوده که کاملا با زمین در آمیخته و سپس بعدها فشرده شده و ماه را ساخته است. یا شاید تئا -به گونه ای شانسی- از دید ایزوتوپی همسان با زمین برخوردار بوده باشد و نظریه ی سوم هم می گوید شاید ماه از مواد خود زمین پدید آمده بوده نه تئا، گرچه در آن صورت برخورد می بایست برخوردی بسیار نامعمول بوده باشد.

به گفته ی محققان ماه با یک برخورد و عظیم کیهانی شکل گرفته است

به گفته ی محققان ماه با یک برخورد و عظیم کیهانی شکل گرفته است.

واکر و گروهش برای یافتن یک توضیح به سراغ پدیده ی شناخته شده و بررسی شده ی دیگری رفتند که در آغاز تاریخ سامانه ی خورشیدی رخ داده بود. شواهد نشان می دهند که هم زمین و هم ماه پس از برخورد اصلی مواد افزوده ای گرد آورده بودند و زمین بیش از ماه از این خاک و خرده سنگ ها به دست آورد. این مواد تازه مقدار فراوانی تنگستن داشتند، ولی مقدار به نسبت کمی از آن، یک ایزوتوپ سبک تر به نام تنگستن-۱۸۲ بود. با کنار هم گذاشتن این دو مدرک، چشمداشت این خواهد بود که زمین مقداری کمتری تنگستن-۱۸۲ داشته باشد تا ماه.

و چنان چه انتظار می رفت، واکر و گروهش با مقایسه ی سنگ های ماه و زمین دریافتند که به راستی هم نسبت تنگستن-۱۸۲ در ماه بیشتر از زمین است. هرچند نکته ی کلیدی اینست که چقدر بیشتر؟ واکر می گوید: «تفاوت کوچک ولی چشمگیر میان ترکیب ایزوتوپ تنگستن ماه و زمین کاملا با مقدار متفاوت موادی که زمین و ماه در آن برخورد به دست آوردند همخوانی دارد. این بدان معناست که درست پس از شکل گیری ماه، ترکیب ایزوتوپی آن دقیقا با گوشته ی زمین یکی بوده است.»

این یافته از این اندیشه پشتیبانی می کند که توده ی مواد پدید آمده در برخورد، که بعدها ماه را تشکیل داد، می بایست پیش از فشرده و سرد شدن ماه کاملا مخلوط شده باشد. این می تواند هم دلیل همسانی کلی در اثر انگشت های ایزوتوپی و هم اندک تفاوت در تنگستن-۱۸۲ را توضیح دهد.

این یافته همچنین این اندیشه ها را هم رد می کند که ساختار تئا با زمین یکسان بوده، و یا این که ماه از موادِ زمینِ پیش از برخورد درست شده است. در هر دو مورد، بسیار بعید است که چنین همبستگی خوبی میان تنگستن-۱۸۲ و مقدار مواد گرد آمده توسط ماه و زمین پس از برخورد برقرار باشد.

منبع : bigbangpage.com