De meest populaire hypothese voor het verschijnen van de maan is dat deze werd geboren toen, aan het begin van het leven van het zonnestelsel, een lichaam ter grootte van Mars in de jonge aarde stortte. Maar tot nu toe konden wetenschappers geen simpele vraag beantwoorden: waar kwam deze kosmische "hamer" vandaan? Met de populariteit van de hypothese bedoelen we dat de meerderheid van de wetenschappers eraan vasthoudt, en onofficieel wordt erkend als de meest plausibele en redelijke versie van de geboorte van onze nachtlamp. Hoewel er andere opties zijn.
Dus er was een vreselijke klap. De gesmolten ijzeren kern van de "hamerplaneet" zonk naar de kern van de aarde (of proto-aarde, gezien wat er 4,5 miljard jaar geleden gebeurde, toen onze planeet zich net had gevormd en niet meer dezelfde was als nu). Lichtere steenfragmenten van de mantels van de twee planeten vormden een ring, die uiteindelijk opging in de maan, die zich blijkbaar rond het grootste fragment verzamelde. De maan was trouwens oorspronkelijk 20 keer dichter bij de aarde dan nu, en schoof geleidelijk weg naar zijn huidige positie.
Deze Big Splash- of Big Impact-hypothese werd voorgesteld door de Amerikaanse astrofysici Al Cameron, William Ward, William Hartmann en Donald Davis. in 1975. Sindsdien hebben wetenschappers veel bewijs gevonden om dit scenario te ondersteunen. Dit verklaart bijvoorbeeld perfect waarom de maan in wezen geen ijzer bevat. Er is maar één probleem: het lichaam dat in botsing kwam met de aarde. Waar kwam het vandaan?
Richard Gott en Edward Belbruno van Princeton University hebben het mysterie opgelost dat wetenschappers al een kwart eeuw plaagt, terwijl ze ook een merkwaardige aanwijzing geven voor het probleem van het vinden van buitenaards leven. Maar eerst dingen eerst.
De gevonden "sleutels" suggereren blijkbaar de onmogelijke locatie van de mysterieuze "hamer". Een dergelijke "sleutel" is het vergelijken van de samenstelling van de aarde en de maan. Kosmologen zijn er zeker van dat de stoffige schijf waaruit de planeten zijn gevormd op verschillende afstanden van de zon een andere samenstelling had. Een andere jonge planeet ter grootte van Mars zou naar het schijnt een andere samenstelling hebben gehad dan de toenmalige aarde. Bij een botsing zou alles gemengd zijn en als we de aarde en de maanrotsen onderzoeken, zouden we sporen van fundamenteel verschillende rotsen moeten zien. Maar dat is niet het geval, zegt meneer Gott.
Neem bijvoorbeeld zuurstof. Er zijn isotopen zuurstof-16, -17 en -18. Hun onderlinge verhouding is als een unieke 'vingerafdruk' van de planeet. Big Burst-simulaties voorspellen dat de zuurstofvingerafdruk van de aarde heel anders zal zijn dan die van de maan. En ze zijn redelijk dichtbij. Dit brengt wetenschappers tot de conclusie dat het lichaam dat de aarde trof en de maan creëerde, zich op precies dezelfde afstand van de zon als de aarde vormde.
Dit blijkt ook uit de computersimulatie van de geboorte van de maan, waaruit blijkt dat de "hamer" onze planeet met een relatief lage snelheid trof en niet precies frontaal, maar enigszins tangentieel. Dit is waar het probleem zich voordoet - waar slaagde deze planeet erin om "buiten te zitten" toen het zonnestelsel werd gecreëerd om te groeien tot de grootte van Mars?
De geaccepteerde theorie van de geboorte van planeten zegt tenslotte dat ze geleidelijk "samen groeiden" uit stof en puin aangetrokken door de zwaartekracht. En dit is een proces waarin de "rijken" "rijker" worden en de "armen" "armer" worden, dat wil zeggen, de "hamer" moest worden "opgeslokt" door de proto-aarde voordat deze een aanzienlijke massa kon bereiken.
Promotie video:
Het antwoord is ingenieus eenvoudig. Er zijn twee plaatsen in het zonnestelsel die aan deze theorie voldoen. Dit zijn de punten "Lagrange-4" en "Lagrange-5", waarvan het bestaan werd berekend door de Franse wiskundige Joseph Louis Lagrange in 1772. Ze zijn in een baan rond de aarde, maar 60 graden achter en voor onze planeet in termen van beweging in een cirkel. Op deze punten houden alle krachten in het aarde-zonnestelsel elkaar in evenwicht. En alle langzame stenen die daar komen, zitten vast, alsof ze zich in de interplanetaire Sargassozee bevinden.
Op een van deze punten had zich ooit een planeet ter grootte van Mars kunnen vormen, die rond de zon zou draaien in dezelfde baan als de aarde. Toen deze mysterieuze planeet een grote massa bereikte, veroorzaakten gravitationele verstoringen van andere planeten (voornamelijk Jupiter) hem uiteindelijk op en neer en verdreven ze uit het Lagrange-punt. In hun computermodellen berekenden Gott en Belbrano de verdere gang van zaken. En verrassend genoeg ontdekten ze dat vrijwel niets kon voorkomen dat de hamer in botsing kwam met de aarde. Het is gewoon natuurlijk. Tegelijkertijd wordt bij een kwart van de gesimuleerde botsingen een lichaam gevormd als resultaat - precies - de maan.
De meest interessante implicatie van het Gott-Belbrano-scenario zijn de enorme implicaties voor onze vooruitzichten voor het detecteren van buitenaards leven. Het feit is dat de aarde de grootste maan heeft in vergelijking met zijn eigen grootte van alle planeten in het zonnestelsel (de verre koude Pluto niet meegerekend). En zo'n gigantische maan was belangrijk voor de ontwikkeling van leven.
Zonder de maan zou de as van onze planeet veel grotere langetermijnfluctuaties ondergaan, die ernstige veranderingen in het klimaat zouden veroorzaken met trieste gevolgen voor het leven. De zwaartekracht van de maan vlakt dergelijke fluctuaties uit, waardoor het klimaat stabieler wordt. Bovendien speelden de getijden gecreëerd door de maan (en ze zijn drie keer zo groot als die veroorzaakt door de zon) een sleutelrol, ten eerste voor het ontstaan van het leven, en ten tweede, later voor het ontstaan ervan op het land.
En nu blijkt dat het verschijnen van een grote maan nabij een planeet in een of ander sterrenstelsel een zeer waarschijnlijke gebeurtenis is, en niet uitzonderlijk, zoals kosmologen eerder dachten. Gott en Belbrano geloven zelfs dat planetenstelsels waar twee of meer aardse planeten zulke grote manen hebben gemeengoed zouden moeten zijn in de melkweg.
Dit betekent dat onze kansen om broeders en zusters in gedachten te ontmoeten worden vergroot, bovendien wordt duidelijk naar welke systemen we moeten zoeken. Is er een manier om het scenario van Belbrano en Gott te bewijzen? Het lijkt onwaarschijnlijk dat materiaal dat later niet is veranderd (tenminste een steen), een getuige van die ramp, tot op de dag van vandaag zou hebben overleefd en zelfs door mensen zou zijn gevonden.
En toch … Gott en Belbrano wijzen naar asteroïde 2002 AA29, zo groot als een klein rotsblok. Hij bevindt zich momenteel in een baan om de aarde, wat hem periodiek op een afstand van 5,8 miljoen kilometer van de aarde brengt. Deze baan is heel specifiek. En het lijkt erg op degene waarlangs de "hamer" 4,5 miljard jaar geleden had kunnen bewegen. Het is mogelijk dat AA29 uit 2002 het materiaal draagt waaruit de "hamer", de aarde en, dienovereenkomstig, de maan ooit zijn gemaakt.
Vreemd genoeg werd AA29 uit 2002 door planetaire fysici gekozen als een asteroïde, waarnaar het, vanwege de parameters van zijn baan, relatief gemakkelijk is om een schip te sturen om rotsmonsters terug te sturen. Een dergelijke missie is tot dusver echter niet gepland. Maar als hij nadenkt over het mysterie van de geboorte van de maan, concludeert Gott: "Deze asteroïde is misschien wel het meest waardevolle stuk rots in het zonnestelsel."