Формування Місяця залишається однією з найбільш обговорюваних тем у планетарній науці, і нові дослідження пропонують переглянути традиційні гіпотези, зокрема теорію про гігантське зіткнення.
Місяць — супутник із незвичайними характеристиками. Його діаметр складає лише приблизно чверть земного, а маса — близько 1,2% маси нашої планети, що робить його найбільшим супутником у відносних пропорціях у Сонячній системі. Ядро Місяця значно менше, ніж у Землі, займаючи близько 0,8–1,5% від загальної маси супутника, тоді як у Землі ядро становить понад 30%. Досить цікаво, що його швидкість обертання навколо Землі є набагато вищою, ніж можна було б очікувати для подібного небесного тіла. Ці особливості вказують на складний процес утворення, який потребує більш ретельного вивчення.
Протягом десятиліть найбільш популярною теорією була гіпотеза гігантського зіткнення. Згідно з цією моделлю, Місяць утворився після зіткнення Землі з великим планетоподібним тілом, яке називають Тейя. У результаті цього удару частина речовини Землі та Тейї була викинута на орбіту, де поступово сформувала Місяць. Подібність ізотопного складу місячних порід до земної мантії підтримувала цю ідею, адже це вказувало на спільне походження обох об’єктів. Однак подальші дослідження показали, що за умови гігантського зіткнення Місяць мав би складатися здебільшого з матеріалу Тейї, що суперечить наявним даним, які демонструють схожість складу Землі та Місяця.
Нова робота міжнародної групи вчених з Інституту Швейцарської вищої технічної школи Цюріха та Рочестерського університету поставила під сумнів основні аспекти цієї гіпотези. Згідно з їхнім дослідженням, новий геофізичний аналіз свідчить, що ядро Місяця має радіус приблизно 300 ± 20 км, що значно менше, ніж раніше припускали. Крім того, його щільність близько 7,8 тис. кг/м? вказує на те, що ядро повинно складатися майже виключно зі сплаву заліза та нікелю. Водночас інші частини Місяця, ймовірно, мають більшу схожість із верхньою мантією Землі, ніж із матеріалом якого-небудь іншого небесного тіла.
Недоліком гіпотези гігантського зіткнення є також те, що вона не може повністю пояснити, чому Місяць має подібний до Землі ізотопний склад. Комп’ютерне моделювання показало, що після зіткнення переважна частина матеріалу, з якого утворився Місяць, мала б походити від Тейї, а не від Землі. Щоб пояснити це протиріччя, було запропоновано декілька альтернативних моделей, які передбачають або більш потужні зіткнення, що призводять до “перемішування” матеріалів, або утворення Місяця в результаті серії зіткнень із менш масивними тілами. Однак ці моделі теж мають свої недоліки і не пояснюють повністю весь спектр спостережуваних особливостей.
Геофізичні та геохімічні дослідження вказують на те, що Місяць утворився приблизно 4,5 мільярда років тому з речовини, яка зазнала значного випаровування летких елементів. За даними нового аналізу вмісту 70 елементів у мантії та корі Місяця, Земля та її супутник сформувалися з одного й того самого матеріалу, без значних “домішок” з боку іншого небесного тіла. Це ставить під сумнів існування Тейї як головного джерела матеріалу для Місяця і потребує перегляду основних теорій його формування.
Для остаточного розв’язання питання походження Місяця необхідні нові дані. На сьогодні ми маємо недостатньо інформації про внутрішню будову супутника, зокрема на глибині понад 1,1 тисячі кілометрів. Майбутні сейсмічні місії, такі як Lunar Geophysical Network або Farside Seismic Suite, які можуть бути запущені в рамках програми CLPS (NASA), можуть надати важливі дані щодо структури Місяця. Крім того, важливо провести додаткові аналізи порід, зібраних в інших областях супутника, особливо в тих, де ще не було досліджень. Зокрема, надії покладаються на китайську місію “Чан’е-6” та концепт місяцеходу Endurance від NASA.
Альтернативні сценарії формування Місяця включають можливість дуже потужного зіткнення, яке спричинило повне перемішування речовин Землі та Тейї, або ж множинні зіткнення з менш масивними тілами. Однак більшість із цих моделей не пояснює відсутність слідів високих температур у складі Місяця, що неминуче мали б виникнути під час таких катастрофічних подій. Співвідношення елементів та їхніх ізотопів у місячних породах також свідчить про те, що формування супутника відбувалося при набагато нижчих температурах, ніж ті, які передбачають моделі гігантських зіткнень.
Отже, нові дані ставлять під сумнів гіпотезу про зіткнення Землі з Тейєю. Відсутність слідів цієї події може вказувати на те, що її або не було, або ж процес перемішування речовин був настільки ефективним, що матеріали обох тіл стали практично ідентичними до моменту формування Місяця. Як зазначають дослідники, модель гігантського зіткнення наразі є найбільш проблематичною серед усіх можливих сценаріїв, і її слід переглядати або доповнювати новими поясненнями.