Maan luonnollinen satelliitti on hyvin epätavallinen kohde aurinkojärjestelmälle. Äskettäin tutkijat ovat esittäneet uuden teorian, jossa selitetään, kuinka Kuu pääsi nykyiseen kohtaan, tekemällä joitain muutoksia jättiläismäisen törmäyksen nykyaikaiseen teoriaan. Johtava kirjailija, professori Sarah Stewart Kalifornian yliopistosta hahmotteli uutta teoriaa 31. lokakuuta Nature-lehden artikkelissa.
Kuu on suhteellisen suuri verrattuna planeettaan, jonka ympärillä se pyörii. Lisäksi se on kemiallisessa koostumuksessaan lähes identtinen maan kanssa, lukuun ottamatta joitain haihtuvia yhdisteitä, jotka haihtuivat kaukaisessa menneisyydessä. Juuri tämä erottaa kuun muista aurinkokunnan suurista esineistä, selittää Sarah Stewart. Hän korostaa, että jokaisella muulla aurinkojärjestelmän keholla on erilainen kemiallinen koostumus.
Kuun alkuperäteoria, joka voidaan lukea mistä tahansa klassisesta oppikirjasta, on perinteisesti seuraava. Aurinkokunnan muodostumisjakson lopussa alkoi "jättiläinen törmäys" -vaihe, kun kuumat planeetan kokoiset esineet törmäsivät toisiinsa. Marsin kokoinen esine kosketti toista avaruusobjektia, joka myöhemmin kehittyi maapallona. Samanaikaisesti osa ainetta heitettiin avaruuteen - tästä kappaleesta muodostui Kuu. Törmäyksen aikana maapallo sai huomattavan lisääntymisen pyörimisnopeudessa, minkä seurauksena planeetta teki yhden kierroksen akselinsa ympäri vain viidessä tunnissa. Vuosituhansien aikana Kuu siirtyi pois maapallosta, ja planeetan pyörimisnopeus hidastui, minkä seurauksena päivä alkoi jo kestää 24 tuntia.
Tutkijat päättivät tämän teorian havainnoidessaan Kuun nykyistä kiertorataa, Maan ja Kuun järjestelmän pyörimismomentin suhdetta vuorovesivoimiin näiden kahden kohteen välillä.
Tämä perinteinen teoria ei kuitenkaan sisällä kiistoja ja avoimia kysymyksiä. Yksi niistä on kuun koostumus, yllättävän samanlainen kuin Maa. Toinen asia on, että jos Kuu muodostui maapallon päiväntasaajan ympäri pyörivästä aineesta, sen kiertoradan tulisi pyöriä päiväntasaajan suhteen. Kuun nykyinen kiertorata on kuitenkin kallistettu viisi astetta päiväntasaajaan nähden, mikä tarkoittaa, että jonkin muun energian, jota tämä teoria ei ota huomioon, tulisi vaikuttaa Kuun liikkeeseen.
Professori Stewart ja hänen kollegansa (Mathia Cook Yhdysvaltain SETI-instituutista, Douglas Hamilton Marylandin yliopistosta ja Simon Locke Harvardin yliopistosta) ovat kehittäneet vaihtoehtoisen mallin, joka selittää nämä epäjohdonmukaisuudet perinteisessä teoriassa.
Cook ja Stewart ehdottivat vuonna 2012, että osa maan-kuu-järjestelmän vääntömomentista voitaisiin siirtää maa-aurinko-järjestelmään. Tämä provosoi voimakkaampia törmäyksiä planeettojen muodostumisprosessin varhaisessa vaiheessa.
Uuden mallin mukaan korkeaenergiset törmäykset tuottivat suuren määrän höyrystynyttä ja sulaa ainetta, josta muodostui maa ja kuu. Tämän prosessin tuloksena maa kiertyi akselinsa ympäri kahden tunnin välein ja pyörimisakseli suuntautui kohti aurinkoa.
Mainosvideo:
Koska törmäys voisi olla enemmän energistä kuin perinteinen teoria ehdottaa, maapallon ja sen kanssa törmätyn esineen materiaalit voivat sekoittua, ja Maa ja Kuu muodostuivat samasta materiaalista, silloin niiden kemiallinen koostumus oli sama.
Kun pyörimisnopeus hidastui vuoroveden voimien takia, Kuu siirtyi pois maasta, kunnes saavutti pisteen, jota kutsutaan”siirtymäksi Laplacen tasoon”, kun Maan vaikutusvoima Kuuhun tuli pienemmäksi kuin Auringon gravitaatiovoimat. Tämä johti siihen, että osa Maan-Kuun järjestelmän vääntömomentista siirrettiin Maa-Aurinko -järjestelmään. Tämä ei vaikuttanut merkittävästi maapallon kiertoradalle Auringon ympärillä, mutta kääntyi maata pystysuunnassa. Tässä vaiheessa, kuten professori Stewartin ryhmän rakentama malli osoitti, kuu kääntyi maan ympärille suuressa kulmassa päiväntasaajan suhteen.
Useiden kymmenien miljoonien vuosien aikana kuu jatkoi hitaasti liikkumista maasta, kunnes saavutti toisen siirtymäkohdan, Cassini-siirtymävaiheen, jonka jälkeen Kuun kiertoradan kallistuskulma suhteessa Maan päiväntasaajaan muuttui noin viidellä asteella.
Uusi teoria selittää tyylikkäästi Kuun kiertoradan ja kemiallisen koostumuksen yhdestä jätteen törmäyksestä alussa. Tämän prosessin eteenpäin viemiseksi ei tarvita lisävaiheita, professori Stewart sanoo.