نظرية جديدة توضح كيف وصل القمر الى مكانه

قمر الأرض هو جسم غير اعتيادي في نظامنا الشمسي، وتوجد الآن نظرية جديدة لتوضيح كيف وصل إلى مكانه، تطرح تعديلاتٍ في نظرية “الاصطدام العملاق” الحالية.

الدراسة نشرت في 31 من اكتوبر الماضي في مجلة Nature.


يعتبر القمر كبيرٌ نسبيًّا مقارنةً بالكوكب الذي يدور حوله، والمكون من نفس المواد تقريبًا، دون الأخذ بالاعتبار كمية المواد الغازية التي تبخرت منذ زمن.

وهذا ما يجعله مختلفًا عن بقية الأجسام في النظام الشمسي.

تقول Sarah Stewart بروفسورة الأرض والعلوم الفلكية في جامعة كاليفورنيا: ” كل جسمٍ في النظام الشمسي لديه كيمياءٌ مختلفة”
تقول نظرية تشكل القمر الاعتيادية أنه قديمًا عند تشكل النظام الشمسي حدث الاصطدام العملاق، حيث قام جسمان بالاصطدام مع بعضهما، قام الجسم الأكبر، الذي سوف يصبح الأرض، برمي كميةٍ من المواد التي امتصها القمر، وضع هذا الاصطدام نظام الحركة الزاوية للأرض والقمر ومنح الأرض نظامًا يوميًّا مدته 5 ساعات، وبعد آلاف السنين ابتعد القمر عن الأرض وأصبح أبطأ لتصل الأرض إلى يومٍ مدته 24 ساعة.


اكتشف العلماء هذا بمراقبة مدار القمر الحالي، لمعرفة آلية التغير المستمر لنظام الحركة الزاوية للأرض والقمر عبر المد والجز بينهما.

لكن تواجه هذه النظرية بعض المشاكل، أولًا، يشبه القمر الأرض كثيرًا فيما يخص التركيب. ثانيا، تكون القمر من مجموعة مواد تدور حول خط استواء الأرض ويفترض أن تكون بمدار فوق خط الاستواء، لكن مدار القمر حاليًا يميل عن خط الاستواء مما يعني وجود طاقةٍ أزاحته.
تفسير مختلف:


قدمت هاملتون دوغلاس وزميلها السابق في أبحاث الدكتوراه بجامعة هارفارد، سيمون لوك تفسيرًا بديلًا:



نرى في الصورة الأولى الشكلَ التوضيحي لعملية الاصطدام الكبير وتَشَكُّل القمر الذي بدأ مداره على مستوى خط الاستواء الأرضي، والأرض تبدو بشكلٍ مقاربٍ لليوم بزاوية إمالةٍ 23.5 درجة والقمر الذي ابتعد بلطفٍ وببطيء متغيرًا من كويكب يدور بمدارٍ استوائيّ إلى مدارٍ يتبع النظام الشمسي ويتبع دوران الأرض حول الشمس، ولكن إذا كان للأرض زاوية ميلانٍ أكبر بعد الاصطدام، تقريبًا 75 درجة، عندها سيكون التحول من المدار الاستوائي إلى الشمسي قاسيًا كما تظهر الصورة الثانية.

اقترح كوك وستيوار من جامعة هارفارد سنة 2012 أن الحركة الزاوية للنظام الأرضي القمري تتغير إلى النظام الأرضي الشمسي وهذا يسمح بمزيدٍ من التصادم النشيط في العملية.

في النموذج الجديد، يترك التصادم عالي الطاقة كتلةً من المواد البخارية والمصهورة التي تشكلت منها الأرض والقمر، كانت الأرض تضبط الدوران بيومٍ مدته ساعتين بنقطٍ محوريةٍ تجاه الشمس.

لأنه يمكن أنَّ التكاثف كان أكثر نشاطًًا من النظرية الحالية، وقد تكون المواد المكونة للأرض والعنصر الذي اصطدمت به قد جمعت ببعضها وتكثف كلٌّ من القمر والأرض من نفس المواد وبالتالي فلديهما مكوناتٌ متشابهة.

وبما أن الحركة الزاوية كانت مستنفذةً من قوى المد والجزر، ابتعد القمر عن الأرض إلى نقطةٍ تدعى (نقطة انتقال الكوكب-LaPlace plane transition) حيث أصبحت قوى القمر والأرض أقل أهميةً أمام قوة جاذبية الشمس وهذا سببٌ للتَّقليل من الحركة الزاوية للنظام الأرضي القمري للانتقال إلى النظام الأرضي الشمسي.

لم يسبب الانتقال تغييرًا كبيرًا على مدار الأرض حول الشمس، لكنه قلب الأرض بشكل عموديّ، في هذه النقطة يُظهِر النموذج المبني من قبل الفريق القمرَ بزاويةٍ حادةٍ أو ميلٍ لخط الاستواء.

خلال عشرات ملايين السنين استمر القمر بالابتعاد ببطءٍ عن الأرض إلى أن وصل إلى نقطة انتقالٍ ثانية، نقطة (الكاسيني – the Cassini ) حيث انخفضت في هذه النقطة زاوية الميل بين مدار القمر ومدار الأرض حول الشمس إلى خمس درجاتٍ تقريبًا لتضع القمر بمداره الحالي أبعد أو أقرب قليلًا.

تفسر النظرية الجديدة بشكل رائع مدار القمر وتركيبه بناءً على أساسٍ واحد، الاصطدام الكبير في البداية، كما قالت ستيوار: “لا حاجة لخطواتٍ إضافيةٍ لفهم الأمر أكثر، فقط اصطدامٌ عملاقٌ يضع احتمالاتٍ الحدث”.