Молодую Луну окружала атмосфера металлического газа
Моделирование показало, что ранняя Земля излучала массу тепла и энергии, раскаляя находившуюся не так далеко Луну. Спутник тогда выглядел совсем по-другому: в море расплавленной магмы двигались сверхзвуковые волны, а над ним колыхалась слабая атмосфера из испарившегося вещества - в основном металлов. Такую картину представляет статья, которую ученые из NASA во главе с Прабалем Саксеной (Prabal Saxena) опубликовали на онлайн-сервисе препринтов ArXiv.
Принято считать, что Луна образовалась еще на первых этапах формирования Земли, из вещества, вынесенного на орбиту в результате столкновения с крупным небесным телом. Лишь за последующие 4,5 млрд лет она понемногу остыла и мигрировала намного дальше от поверхности Земли. Энергия удара была так велика, что долгое время после него и планета, и спутник оставались покрыты расплавленной лавой.
По расчетам, проведенным Прабалем Саксеной и его соавторами, раскаленная выше 2000 °С Земля излучала энергию с интенсивностью, сравнимой с излучением коричневого карлика. К этой энергии ученые прибавили свет молодого Солнца и тепло, выделяемое остывающей магмой самой Луны, - и показали, что они должны были приводить к частичному испарению материала с ее поверхности и образованию атмосферы давлением от 100 Па до 10 КПа - в 10-100 раз слабее, чем современная атмосфера Земли.
Самыми очевидными компонентами той атмосферы можно назвать обычные силикаты (оксиды кремния) и частицы натрия, весьма распространенные на Луне и сегодня. К этой впечатляющей картине «металлической атмосферы» стоит добавить и сверхскоростные волны, которые, по мнению ученых, должна была создавать в океане магмы разница температур между развернутым к Земле (1700 °С) и отвернутым от нее (-150 °С) полушариями Луны. А на линии их раздела натриевый газ конденсировался, выпадая полосой «металлического снега».
Все это продолжалось, впрочем, не слишком долго. По оценкам ученых, уже через тысячу лет магматический океан достаточно остыл и покрылся твердеющей корой, а атмосфера Луны навсегда коллапсировала. Сегодня ее нет, но на спутнике вполне могут найтись ее следы, давая интересную новую задачу для будущих исследований. В частности, на точность расчетов Саксены и его коллег может указать повышенное содержание натрия в областях, соответствующих линии разделения полушарий.
