Земля была когда-то поражена своим соседом, создавшим Луну

Самая авторитетная теория из всех тех, что призваны объяснить появление у Земли ее Луны, привлекает в качестве главного "виновника" рождения нашей соседки некий объект размером с Марс, который столкнулся с Землей в незапамятные времена — примерно 4 миллиарда лет назад, вскоре после того, как закончился процесс формирования нашей собственной планеты из протопланетного облака.

Свидетельства в пользу этой теории были найдены в 70-е годы прошлого века при исследованиях состава поверхности Луны, изученной благодаря полетам американских астронавтов и советских автоматических станций. Этот состав оказался во многом подобен верхним слоям самой Земли. Однако откуда появился столь крупный объект и как ему удалось так метко угодить прямо в Землю, до сих пор оставалось загадкой. Ведь считается, что соударение произошло с относительно низкими относительными скоростями — это чем-то напоминает столкновение двух автомобилей на автостраде, следующих параллельными курсами, а не гораздо более разрушительное лобовое столкновение. Для того, чтобы такое могло произойти, столкнувшийся с нами объект должен был сформироваться где-то поблизости, на орбите, близкой к земной.
Однако если он был расположен столь близко, то почему он не слился с Землей еще раньше, когда период "строительства" Солнечной системы еще не закончился и все там сталкивалось с чем ни попадя? Новая поправка к теории дает этому довольно простое объяснение.
Астрофизик Дж. Ричард Готт (J. Richard Gott) и математик Эдвард Белбрано (Edward Belbruno) из Принстонского университета считают, что этот гипотетический объект размером с Марс сформировался на том же самом расстоянии от Солнца, что и Земля, и до поры до времени просто находился в месте гравитационной устойчивости, называемом точкой Лагранжа, и только затем пустился в неспешный дрейф с места своего рождения (частично благодаря столкновениям с более мелкими телами), чтобы в конце концов послужить причиной появления нашего спутника.
Точки Лагранжа возникают в любой системе из двух гравитирующих тел. Всего с Землей и Луной и с Землей и Солнцем связаны по пять лагранжевых точек, каждая из которых обладает некоторой гравитационной стабильностью. Например, космический корабль, выведенный на соответствующую орбиту и помещенный в одну из таких лагранжевых точек, может практически не тратя топлива оставаться в такой позиции в течение очень долгого времени, чем и пользуются, в частности, создатели космических обсерваторий. Так телескоп SOHO, предназначенный для непрерывных наблюдений за состоянием Солнца, после своего запуска в 1995 году был помещен в одну из таких точек Лагранжа (точку либрации L1), где силы гравитационного притяжения Земли и Солнца равны (эта точка находится на прямой, соединяющей Солнце и Землю, на расстоянии 1,5 млн км от Земли). Точнее говоря, SOHO летает по сложной траектории вокруг этой точки, и он там не всегда одинок, в августе 2001 года в путь по лагранжевым точкам отправился "Генезис" (Genesis), занятый сбором частиц солнечного ветра. В точке Лагранжа L2 системы Земля — Солнце, непосредственно за земной орбитой, трудится знаменитый WMAP, занимающийся исследованиями микроволнового фона.
Точки Лагранжа, обозначаемые как L4 и L5, расположены на окружности, по которой Земля движется вокруг Солнца. Соответственно, все тела, попавшие в L4 и L5, движутся вслед за Землей по ее орбите, не приближаясь и не отставая, с той же скоростью. При этом они образуют с Землей и Солнцем два равнобедренных треугольника. Гравитационные поля Солнца и Земли совместно обеспечивают состояние равновесия в каждой из этих двух точек.
Готт и Белбрано создали математическую модель, описывающую процесс формирования планет, и теоретически изучили то, что когда-то в давние времена происходило в L4 и L5. Выяснилось, что в этих местах действительно должен был собираться протопланетный материал, в чем "повинны" как гравитационные силы, так и взаимное трение частиц. "Спустя приблизительно 30 миллионов лет объект размером с Марс должен был уже сформироваться в L4", — говорит Белбрано. Затем этот объект покидает место своего рождения и движется по земной орбите, а его скорость при этом варьируется довольно хаотично, испытывая влияние как Солнца, так и Земли. "Он приближается к Земле либо сзади (если догоняет ее), либо спереди. Когда он оставляет точку L4 и начинает "подползать" к нашей планете, ему требуется всего несколько лет, чтобы достичь нас. Однако "по первому разу" он мог и избежать столкновения, пролетев мимо, но совсем близко, однако рано или поздно он возвратится, и в конце концов все равно столкновения не избежать".
Другие группы исследователей уже изучили во всех подробностях ход самого процесса столкновения Земли со столь крупным телом. Сталкивающийся объект при этом должен превратить часть земной оболочки в раскаленный пар, который будет выброшен в космос. Часть этого пара когда-то вышла на околоземную орбиту и в конечном счете слиплась, породив Луну.
Обновленную таким образом теорию предполагается проверить, посылая космические зонды к одной из лагранжевых точек. "Возможно, некоторые типы очень мелких частиц, представляющих собой остатки того гигантского объекта, что столкнулся когда-то с Землей, до сих пор могут оставаться в районе L4 или L5, и это поможет нам уточнить его состав, — говорит Белбрано. — Хотя вероятность этого невелика — даже если они когда-то действительно были там, и действительно были непосредственно связаны с формирующимся объектом "размером с Марс", то за прошедшие 4 миллиарда лет все это могло рассеяться".
Как известно, в точках Лагранжа, образованных совместным действием гравитационных полей Солнца и планет-гигантов (например, Юпитера), действительно имеют обыкновения собираться "ничейные" астероиды (в случае Юпитера — это группы так называемых Троянцев и Греков), становясь таким образом своеобразными дополнительными "удаленными" спутниками этих планет. Однако в лагранжевых точках, связанных с Землей, никаких сколько-либо крупных объектов пока не было обнаружено. Возможно, это и к лучшему, если любой такой "троянец" рано или поздно отправится в путь к нашей планете и почти неизбежно поразит ее спустя считанные годы...