Theo các nhà khoa học, Mặt Trăng được hình thành khi Theia, một thiên thể (đã biến mất) có kích thước tương đương sao Hỏa, va chạm với phiên bản sơ khai của Trái Đất trong giai đoạn đầu của Hệ mặt trời, khi mọi thứ còn rất hỗn loạn.
Vụ va chạm này đã biến hai thiên thể thành những khối đá nóng chảy, sau đó hợp nhất và nguội đi để tạo thành Trái Đất và Mặt Trăng như chúng ta biết ngày nay. Nếu không có vụ va chạm này, nhiều nhà khoa học cho rằng sự sống có thể chưa bao giờ xuất hiện trên hành tinh của chúng ta.
Các mẫu đá Mặt Trăng thu thập từ các sứ mệnh Apollo của NASA đã cung cấp bằng chứng ủng hộ giả thuyết va chạm khổng lồ, cho thấy Mặt Trăng khoảng 4,5 tỷ năm tuổi, tức là vụ va chạm xảy ra khoảng 100 triệu năm sau khi Mặt Trời ra đời. Tuy nhiên, việc xác định chính xác cách thức và thời gian hình thành của Mặt Trăng vẫn là một thách thức lớn.
Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters, các nhà nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng với nhiều đặc tính địa chất khác nhau của Trái Đất và Theia trước khi va chạm. Tác giả chính của nghiên cứu, Adeene Denton, cho biết: “Khi mô phỏng Trái Đất và Mặt Trăng như hai thiên thể với các đặc tính địa chất khác nhau, chúng tôi nhận thấy điều này thực sự ảnh hưởng lớn đến cách Mặt Trăng hình thành”.
Cần hàng trăm triệu năm để Mặt Trăng thực sự hình thành
Trước đây, các mô phỏng chủ yếu tập trung vào khối lượng của hai thiên thể, nhưng nghiên cứu mới đã xem xét độ bền vật liệu, đặc biệt là độ cứng của lớp vỏ ngoài. Nhiệt độ của cả Trái Đất và Theia khi va chạm là yếu tố quyết định sức mạnh của vụ va chạm. Khi cả hai còn trẻ và nóng, bề mặt mềm hoặc nóng chảy sẽ làm giảm lực va chạm, giúp Mặt Trăng hình thành nhanh hơn. Ngược lại, nếu vụ va chạm xảy ra khi các thiên thể đã nguội đi sẽ tạo ra một vùng mảnh vụn lớn hơn, cần nhiều thời gian hơn để kết tụ lại.
Nghiên cứu cho thấy trong kịch bản cực đoan nhất, khi cả hai thiên thể ở nhiệt độ cao nhất, Mặt Trăng có thể hình thành chỉ trong 5 giờ. Tuy nhiên, điều này vẫn chỉ là một giả thuyết, và không có cách nào xác định chính xác nhiệt độ của Trái Đất và Theia tại thời điểm va chạm.
Khi Mặt Trăng hình thành, nó được bao phủ bởi một đại dương dung nham, mất hàng trăm triệu năm để đông cứng lại. Theo thời gian, Mặt Trăng đã di chuyển ra xa Trái Đất và hiện được cho là đã chết về mặt địa chất.
Các mô phỏng mới này không chỉ làm sáng tỏ quá trình hình thành Mặt Trăng mà còn có thể thay đổi cách chúng ta hiểu về các vụ va chạm cổ đại khác trong vũ trụ, cũng như có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm kiếm các vệ tinh ngoại hành tinh.
