فرضیه تازه برای منشاء ماه: تنها قمر زمین ممکن است از جایی دیگر ربوده شده باشد

زمین ما و ماه آن در سراسر منظومه شمسی هیچ همتایی ندارند. دیگر سیارات یا چندین قمر دارند و یا هیچ قمری ندارند، اما نسبت جرم زمین و ماه عظیم آن، کاملاً منحصربه‌فرد است.

بنابراین، مسئله‌ی منشأ غیرعادی ماه، یکی از پرسش‌های دیرینه در پژوهش‌های تکامل سیاره‌ای است که مسیرهای منتهی به پیکربندی‌های مختلف سیاره‌ها و قمرهایشان را مشخص می‌کند. درحال حاضر، نظریه‌ی اصلی و پذیرفته‌شده، این است که ماه یا فرزند زمین است یا همزاد آن، زیرا با مواد مشابه و در منطقه مشابه از منظومه شمسی متولد شده است.

اما دانشمندان در مطالعه‌ای جدید، دیدگاه پذیرفته‌شده‌ی فعلی را به چالش کشیده‌اند و پیشنهاد می‌دهند که ماه، ممکن است در مکانی دیگر از منظومه شمسی متولد شده و سپس توسط گرانش زمین «به فرزندخواندگی» پذیرفته شده باشد.

شواهد زیادی داریم که نشان می‌دهد زمین و ماه، از ماده اولیه مشابهی ساخته شده‌اند. ترکیبات معدنی این دو جرم آسمانی به قدری شبیه به هم است که انتظار می‌رود از مواد اولیه یکسانی شکل گرفته باشند.

توضیح اصلی برای شباهت مواد سازنده زمین و ماه با «فرضیه برخورد بزرگ» توضیح داده می‌شود که براساس آن، میلیاردها سال پیش، جسمی عظیم به زمین برخورد کرد و ذرات حاصل از این برخورد، به تدریج به هم پیوستند و ماه را تشکیل دادند.

راه‌های دیگری نیز برای رسیدن ماه و زمین به ترکیب مشابه وجود دارد. ممکن است ماه در ابر ناشی از سیاره‌ای تبخیرشده که به آن سینستیا می‌گویند، شکل گرفته باشد. همچنین، این احتمال وجود دارد که به‌طور همزمان، از ابر گردوغباری که به دور خورشید می‌چرخید و زمین نیز از آن شکل گرفت، به وجود آمده باشد.

اما سیاره‌های منظومه شمسی راه‌های بیشتری برای به‌دست‌آوردن قمر دارند. اگر دو جرم با زاویه و سرعت مناسب از کنار یکدیگر عبور کنند، می‌توانند به‌ صورت گرانشی به هم پیوند بخورند و در مداری پایدار و طولانی‌مدت قرار گیرند.

سناریوی خاص دیگری که ممکن است برای زمین و ماه مطرح باشد، به عنوان «جذب دوتایی» شناخته می‌شود. در این سناریو، دو جرم که پیشتر به‌ صورت گرانشی به هم متصل بوده‌اند، از کنار جرم سومی عبور می‌کنند. جرم سوم یکی از اعضای اجرام دوتایی را به دام می‌اندازد، آن دو را از هم جدا می‌کند و سپس، جفت به‌دام‌افتاده را برای خودش نگه می‌دارد.

می‌دانیم که در منظومه شمسی اجرام دوتایی زیادی وجود دارد؛ دانشمندان همچنان در حال کشف سیارک‌های دوتایی و حتی سه‌تایی هستند. حتی شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد تعامل گرانشی سه‌گانه، منجر به جذب اجرام دوتایی شده است: مانند تریتون، بزرگ‌ترین قمر طبیعی نپتون. تریتون در جهتی معکوس با سایر قمرهای نپتون، به دور آن می‌چرخد و زاویه‌ی متفاوتی دارد که نشان می‌دهد از کمربند کویپر خارج شده و به سمت مدار نامنظمی در اطراف نپتون کشیده شده است.

بر اساس محاسبات ویلیامز و زاگر، زمین حتی می‌توانست جسمی بسیار بزرگ‌تر، مثلاً جرمی به اندازه‌ی عطارد و یا حتی مریخ را نیز به دام اندازد، هرچند که در صورت جذب چنین اجرام بزرگی، مدار ناپایدار می‌شد. اما جرمی به اندازه‌ی ماه می‌توانست در مداری بیضی‌شکل که به مرور زمان دایره‌ای‌تر شد، به دام بیفتد. در نهایت، ماه با سرعت فعلی، یعنی حدود ۳٫۸ سانتی‌متر در سال، شروع به دورشدن از زمین کرد.

بنابراین به‌دام‌افتادن ماه توسط زمین از نظر ریاضی امکان‌پذیر است؛ اما آیا چنین اتفاقی در عمل نیز محتمل است؟ ویژگی‌های دیگری مانند شباهت‌های معدنی و ایزوتوپی وجود دارند که رابطه‌ی نزدیک‌تر میان این دو جرم را توجیه می‌کنند و با سناریوی جذب گرانشی و به‌دام‌افتادن چندان سازگار نیستند. شباهت‌های مواد معدنی و ایزوتوپی زمین و ماه، پشتیبانی بیشتری را به سمت نظریه‌ی منبع مشترک سوق می‌دهند تا این که ماه از جای دیگری آمده باشد.

اما مطالعه‌ی جدید، مسیری نوین برای کاوش و پژوهش‌های آینده ارائه می‌دهد و می‌تواند به ما کمک کند که نه تنها سیاره‌ی خودمان را بهتر بشناسیم، بلکه چگونگی شکل‌گیری چنین منظومه‌هایی در اطراف سایر ستارگان در نقاط دیگر را نیز مورد بررسی قرار دهیم. از آنجایی که تصور می‌شود ماه نقش مهمی در تکامل حیات روی سیاره زمین داشته باشد، این مطالعه ممکن است به ما کمک کند تا دنیاهای سکونت‌پذیر دیگری را در کهکشان راه شیری شناسایی کنیم.

ویلیامز می‌گوید: «هیچ‌کس نمی‌داند ماه چگونه شکل گرفته. در چهار دهه‌ی گذشته، ما فقط یک احتمال برای چگونگی پیدایش آن داشتیم و حالا، دو احتمال داریم. این موضوع، دریچه‌ای را به روی مجموعه‌ای از پرسش‌ها و فرصت‌های جدید برای مطالعات بیشتر، باز می‌کند.»

یافته‌های مطالعه در مجله The Planetary Science منتشر شده است.