Planeta, dzięki której powstał Księżyc, była z naszej okolicy

Według hipotezy powstania Księżyca 4,5 miliarda lat temu niewielka planeta o nazwie Teja (ang. Theia) zderzyła się z proto-Ziemią. Materia wyrzucona w efekcie tego uderzenia uformowała Księżyc, a materia z Tei weszła w skład Ziemi, jak i Księżyca, przy czym większość modeli zakłada, że Księżyc powstał prawie wyłącznie z materii z Tei.

Nie wiadomo, czy sama Teja powstała w wewnętrznym Układzie Słonecznym, czy w jego dalszych rejonach. Aby to sprawdzić, naukowcy zmierzyli izotopy żelaza w próbkach z Księżyca, skałach ziemskich i meteorytach reprezentujących materię, z której mogły uformować się ciała takie, jak Teja i proto-Ziemia. Zbadano 15 ziemskich skał oraz sześć próbek księżycowych, które przywieźli na Ziemię astronauci z misji Apollo.

Izotopy to odmiany danego pierwiastka różniące się liczbą neutronów w jądrze, przy tej samej liczbie protonów. Stosunki pomiędzy izotopami mogą nam powiedzieć na przykład o pochodzeniu danej materii. Zapewne w początkach Układu Słonecznego izotopy pierwiastków nie były rozmieszczone jednorodnie, w rejonach dalszych różniły się od rejonów bliższych Słońcu.

W przypadku Księżyca i Ziemi składy izotopowe żelaza są takie same. Z kolei dla meteorytów jest to szerszy zakres wartości. Po analizie uzyskanych wyników dla żelaza oraz wyników dla innych pierwiastków (chromu, molibdenu, cyrkonu) przeprowadzono obliczenia. Sprawdzono scenariusze dla różnych mas Tei i jej różnego składu izotopowego, a także dla różnego składu izotopowego młodej Ziemi. Poszukiwano parametrów, które najlepiej doprowadzą do aktualnie obserwowanego stanu.

Okazało się, że cała materia Tei i większość materii Ziemi pochodzi z wewnętrznej części Układu Słonecznego. Dodatkowo obliczenia sugerują, że Teja powstała bliżej Słońca niż Ziemia.

Wyniki badań opublikowano w "Science". Badaniami kierowały Instytut Maxa Plancka ds. Badań Układu Słonecznego (MPS) w Niemczech oraz Uniwersytet Chicagowski w USA.