Во время лунных миссий программы «Аполлон» с 1969 по 1972 год астронавты собрали более 362 кг образцов лунного грунта. Химический и изотопный анализ выявил их сходство с земными породами: они богаты кальцием, имеют базальтовый состав, а их возраст оценивается в 60 млн лет после формирования Солнечной системы. На основе этих данных ученые, собравшиеся на конференции в Коне на Гавайях в 1984 году, заключили, что Луна образовалась из обломков, возникших в результате столкновения с молодой Землей.
Два исследователя из Пенсильванского университета Даррен Уильямс и Майкл Зуггер предлагают альтернативную гипотезу: Луна могла быть захвачена Землей в результате гравитационного взаимодействия с другой планетой. По их мнению, в далеком прошлом наша планета могла сблизиться с уникальной двойной системой. Она состояла из некоего небесного тела и Луны, которую Земля притянула гравитацией и превратила ее в свой спутник Об этом пишет Phys.org.
Конференция 1984 года задала вектор исследований на следующие 40 лет, однако некоторые вопросы остались открытыми, считают ученые. Согласно гипотезе о столкновении, Луна должна сформироваться из обломков, вращающихся вокруг Земли в экваториальной плоскости. Однако спутник находится ближе к линии Солнца, чем к экватору нашей планеты.
В альтернативной теории Земля могла захватить Луну у другой планеты. Такое происходило и в других местах Солнечной системы. Например, Тритон, самая большая луна Нептуна, скорее всего, была захвачена из пояса Койпера. Там очень много двойных систем — примерно каждая десятая. Тритон вращается вокруг Нептуна по ретроградной орбите, двигаясь в направлении, противоположном вращению планеты. Его орбита также наклонена под углом 67 градусов к экватору Нептуна.
Ученые считают, что Земля могла притянуть спутник даже больше, чем Луна — размером с Меркурий или Марс. Но такая орбита могла быть очень нестабильной. В первое время после захвата Луна двигалась по очень вытянутой орбите. Постепенно, из-за сильных приливов, траектория округлилась.
В итоге лунное вращение зафиксировалось на орбите вокруг Земли, как это происходит сегодня. В этот момент приливная эволюция, вероятно, обратилась вспять, и Луна начала постепенно удаляться. Каждый год спутник становится дальше от Земли на 3 см. На своем текущем расстоянии от нас (384 тыс. км) Луна испытывает притяжение со стороны гравитации Солнца. «Луна сейчас так далеко, что и Солнце, и Земля соревнуются за ее внимание. Оба тянут ее на себя», — сказал Даррен Уильямс.
Согласно расчетам ученых, спутник, захваченный из бинарной системы, теоретически ведет себя аналогично Луне. Однако исследователи все еще не уверены, что именно так она появилась.
Ранее Китай впервые показал скафандр для полета на Луну.