کشفی تازه درباره دزدیدن ماه توسط زمین

دو دانشمند ستاره‌شناس به نام‌های درن ویلیامز و مایکل زاگر از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، محاسباتی انجام داده و سپس نتیجه گرفته‌اند که امکان جذب گرانشی و به‌دام‌انداختن قمرها توسط سیاره‌های زمین‌سان (مانند خود زمین) وجود دارد. بنابراین، نظریه جدید این دو ممکن است یکی از احتمالات برای شناسایی منشأ سامانه زمین و ماه 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.

ویلیامز و زاگر توضیح می‌دهند که مدار ماه، به اندازه‌ای که از نظریه‌ی تشکیل از ذرات ابر گردوغباری انتظار می‌رود، با خط استوای زمین هم‌راستا نیست. به همین دلیل، آن‌ها محاسبات ریاضی دقیقی انجام دادند تا دریابند که آیا جرمی به اندازه‌ی ماه، می‌تواند از طریق گرانش توسط زمین جذب و به مدار آن کشیده شود، یا خیر.

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.