منذ مليارات السنين، اصطدمت نسخة من الأرض مختلفة تمامًا عن تلك التي نعيش عليها اليوم لجسم بحجم المريخ يُدعى ثيا – ومن هذا الاصطدام تشكل القمر. كيف حدث هذا التكوين بالضبط هو لغز علمي درسه الباحثون لعقود، دون إجابة قاطعة.
تزعم معظم النظريات أن القمر تشكل من حطام هذا الاصطدام، وتجمع في مداره على مدار شهور أو سنوات.
إلا أنّ محاكاة جديدة تطرح نظرية مختلفة – ربما يكون القمر قد تشكل على الفور، في غضون ساعات، عندما تم إطلاق مادة من الأرض وثيا مباشرة إلى المدار بعد الاصطدام.
قال جاكوب كيجريس، باحث ما بعد الدكتوراه في مركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا في وادي السيليكون بكاليفورنيا، والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية حول هذه النتائج المنشورة في مجلة The Astrophysical Journal Letters:
لقد شرعنا في هذا المشروع دون أن نعرف بالضبط ما ستكون عليه نتائج عمليات المحاكاة عالية الدقة هذه. لذا، بالإضافة إلى الفكرة الكبيرة التي يمكن أن توفرها القرارات القياسية لإجابات مضللة، كان من المثير جدًا أن تتضمن النتائج الجديدة قمرًا صناعيًا محيّرًا يشبه القمر في مداره
تعد عمليات المحاكاة المستخدمة في هذا البحث من أكثر المحاكاة تفصيلاً من نوعها، حيث تعمل بأعلى دقة لأي عملية محاكاة لدراسة أصول القمر أو التأثيرات العملاقة الأخرى. أظهرت هذه القوة الحسابية الإضافية أن المحاكاة منخفضة الدقة يمكن أن تفقد جوانب مهمة من هذه الأنواع من الاصطدامات، مما يسمح للباحثين برؤية سلوكيات جديدة تظهر بطريقة لا تستطيع الدراسات السابقة رؤيته
يتطلب فهم أصول القمر استخدام ما نعرفه عن القمر – معرفتنا بكتلته، ومداره، والتحليل الدقيق لعينات الصخور القمرية – والتوصل إلى سيناريوهات يمكن أن تؤدي إلى ما نراه اليوم.
يمكن للنظريات السائدة سابقًا أن تشرح بعض جوانب خصائص القمر جيدًا، مثل كتلته ومداره، ولكن مع بعض المآخذ الرئيسية. كان أحد الألغاز البارزة هو سبب تشابه تكوين القمر مع تكوين الأرض. يمكن للعلماء دراسة تركيبة المادة بناءً على توقيعها النظيري، وهو دليل كيميائي لكيفية ومكان تكوين الجسم. أظهرت العينات القمرية التي تمكن العلماء من دراستها في المختبرات توقيعات نظيرية متشابهة جدًا لصخور من الأرض، على عكس الصخور من المريخ أو في أي مكان آخر في النظام الشمسي. هذا يجعل من المحتمل أن معظم المواد التي يتكون منها القمر جاءت في الأصل من الأرض.
في السيناريوهات السابقة حيث تم رش ثيا في المدار وخلطت مع القليل من المواد من الأرض، فمن غير المرجح أن نرى مثل هذه التشابهات القوية – ما لم تكن ثيا أيضًا مشابهة للأرض، وهي مصادفة غير مرجحة. في هذه النظرية، يتم استخدام المزيد من مواد الأرض لإنشاء القمر، وخاصة طبقاته الخارجية، مما قد يساعد في تفسير هذا التشابه في التركيب.
كانت هناك نظريات أخرى مقترحة لشرح أوجه التشابه هذه في التكوين، مثل نموذج السينستيا – حيث يتشكل القمر داخل دوامة من الصخور المتبخرة من الاصطدام – ولكن يمكن القول إنها تكافح لشرح مدار القمر الحالي.
تقدم نظرية التكوين ذات المرحلة الواحدة الأسرع تفسيرًا أنظف وأكثر أناقة لكل من هاتين المسألتين المعلقة. يمكن أن يوفر أيضًا طرقًا جديدة للعثور على إجابات لألغاز أخرى لم يتم حلها. يمكن لهذا السيناريو أن يضع القمر في مدار عريض بداخله غير منصهر تمامًا، مما قد يفسر خصائص مثل مدار القمر المائل والقشرة الرقيقة – مما يجعله أحد أكثر التفسيرات إغراءً لأصول القمر حتى الآن.
تذهب أهمية هذه النظرية لأبعد من مجرد معرفة المزيد عن القمر، إذ يمكن لهذه الدراسات أن تقربنا من فهم كيف أصبحت أرضنا هي العالم الذي يؤوي الحياة كما هو عليه اليوم.
قال فينسينت إيكي، الباحث في جامعة دورهام وأحد مؤلفي الورقة البحثية: “كلما عرفنا المزيد عن كيفية ظهور القمر، اكتشفنا المزيد عن تطور أرضنا”. “تاريخهم متشابك – ويمكن أن يتكرر في قصص الكواكب الأخرى التي تغيرت بسبب اصطدامات مشابهة أو مختلفة تمامًا.”
سيتطلب الاقتراب من تأكيد أي من هذه النظريات صحيحة تحليل عينات القمر المستقبلية التي أعيدت إلى الأرض لدراستها من بعثات أرتميس المستقبلية لناسا. عندما يتمكن العلماء من الوصول إلى عينات من أجزاء أخرى من القمر ومن أعمق تحت سطح القمر، سيكونون قادرين على مقارنة كيفية تطابق بيانات العالم الحقيقي مع هذه السيناريوهات المحاكاة، وما يشيرون إليه حول كيفية تطور القمر على مداره. بلايين السنين من التاريخ.
