ดวงจันทร์มาจากไหน

โดยทั่วไป ดวงจันทร์บริวารจะมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ของตัวเอง ดาวอังคารมีดวงจันทร์ 2 ดวง และทั้งคู่เป็นก้อนรูปร่างไม่สม่ำเสมอที่มีขนาดเพียงไม่กี่สิบกิโลเมตร ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีมีขนาดใหญ่ แต่ตัวดาวพฤหัสบดีก็เป็นดาวยักษ์เช่นกัน ทว่าดวงจันทร์ที่โคจรรอบโลกมีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าหนึ่งในสี่ของโลก อัตราส่วนแบบนี้ไม่มีในดาวเคราะห์ดวงอื่นของระบบสุริยะ

นักวิทยาศาสตร์ทดสอบคำอธิบายง่ายๆ ทีละข้อ การถูกจับไว้: โลกดึงวัตถุที่เคลื่อนผ่านเข้ามา แต่การจะอยู่ในวงโคจรได้ วัตถุนั้นต้องสูญเสียความเร็วที่ไหนสักแห่ง และอวกาศรอบโลกก็ว่างเปล่าเกินกว่าจะทำเช่นนั้นได้ การก่อตัวร่วมกัน: โลกกับดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นเคียงข้างกันจากฝุ่นชุดเดียวกัน ถ้าเป็นเช่นนั้น องค์ประกอบของทั้งคู่ก็ควรคล้ายกันไปทั้งหมด แต่ดวงจันทร์แทบไม่มีแกนเหล็ก การแยกตัว: โลกหมุนเร็วมากจนเหวี่ยงชิ้นส่วนของตัวเองออกไป ถ้าจะเป็นแบบนั้น หนึ่งวันต้องยาวนานเพียงไม่กี่ชั่วโมง

จึงเหลือทางเลือกหนึ่งที่เคยมองว่ารุนแรงเกินไปอยู่นาน ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 การคำนวณแสดงให้เห็นว่า หากวัตถุขนาดราวดาวอังคารพุ่งชนโลกยุคแรกเริ่มแบบเฉียดผ่าน ผลลัพธ์จะคล้ายกับสิ่งที่เราเห็นมาก วัตถุนี้เรียกว่า Theia การชนเป็นการเฉียดผ่าน จึงทำให้สสารจากชั้นบนกระเด็นขึ้นสู่วงโคจรเป็นส่วนใหญ่ เป็นหินที่แทบไม่มีเหล็ก

ภารกิจอะพอลโลนำหินดวงจันทร์กลับมาประมาณ 382 กิโลกรัม วัตถุทุกดวงในระบบสุริยะมีสัดส่วนไอโซโทปของออกซิเจนเป็นของตัวเอง ดาวอังคารมีแบบหนึ่ง ส่วนอุกกาบาตจากดาวเคราะห์น้อยมีอีกแบบหนึ่ง แต่ในตัวอย่างจากดวงจันทร์ สัดส่วนนี้ตรงกับของโลก เมื่อรวมกับความหนาแน่นต่ำของดวงจันทร์ ภายในจึงแทบไม่มีเหล็กหนัก แต่มีสสารที่คล้ายกับชั้นเนื้อโลกของเรา

แต่ภาพที่เป็นระเบียบนี้ก็มีด้านกลับกัน Theia มาจากที่อื่น ร่องรอยไอโซโทปของมันจึงน่าจะทำให้รูปแบบนี้ผิดเพี้ยนอย่างเห็นได้ชัด ทว่ากลับไม่พบร่องรอยนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงปรับปรุงแบบจำลองต่อไป: สสารหลังการชนผสมกันมากกว่าที่เคยคิดไว้ในตอนแรก หรือ Theia ก่อตัวขึ้นใกล้ๆจากสสารชุดเดียวกัน ประเด็นที่ถกเถียงกันไม่ใช่การชนกันเอง แต่เป็นรูปแบบของการชน

ขนาดระดับนี้ทำความเข้าใจได้ยาก เพราะเราไม่มีภาพคุ้นเคยมาเทียบให้เห็นภาพ ลองหยุดสักครู่แล้วมองดวงจันทร์เป็นก้อนหินที่คุ้นเคยก้อนหนึ่ง