05. Природа тел Солнечной системы

Солнечная система

Всем привет!

Вы идёте по улице и видите на вершине высокого дерева шапку.

Это вас, конечно, удивит. Чем именно? Вроде обычный предмет, но почему-то автомобиль на дороге вас не удивляет, хлеб на столе — тоже. Удивление возникает из-за вопроса: «Как она туда попала?». Мы всегда, пусть даже бессознательно, отвечаем для себя на вопросы наподобие «Что было до этого? Что привело к тому результату, что я сейчас вижу?». И рядом стоит вопрос «Что будет дальше?», для которого нужно выявить закономерность. Во многом этим и занимается наука.

Такой же подход применяется к небесным телам — объекту изучения астрономии. Чтобы разобраться во всём множестве небесных тел, нужно начать с ближайших, желательно как-то их систематизировав.

Солнце и множество небесных тел, движущихся вокруг него, выделили как Солнечную систему.

В Солнечную систему входят восемь планет со своими спутниками, планеты-карлики, свыше 100 000 астероидов (их иногда называют малыми планетами), очень много комет и метеорных тел разнообразных размеров и потоки мелкой пыли.

Размер Солнечной системы оценивают в 230 000 а.е. как область притяжения Солнца. Это значит, что объект, удалившийся от Солнца на такое расстояние, будет притягиваться другими звёздами уже сильнее, чем Солнцем.

Итак, главный объект Солнечной системы — Солнце. Это одна из бесчисленного множества звёзд, существующих во Вселенной. Благодаря своей относительной близости к Солнцу мы можем изучать происходящие на нём процессы и по ним судить об аналогичных процессах, протекающих с другими звёздами.

Физические характеристики Солнца известны, это справочная информация, некоторые параметры с комментариями вы видите в таблице.

Планеты вращаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам и светят отраженным от Солнца светом.

Внутренние (расположенные ближе к Солнцу) планеты (Меркурий, Венера, Земля, Марс) — это каменные шары с относительно тонкой атмосферой или вообще без неё. У внутренних планет мало спутников (у Земли — 1, у Марса — 2, у Венеры и Меркурия — ни одного).

Внешние планеты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) имеют много спутников (на сегодняшний день обнаружено соответственно 67, 62, 27, 14) и кольца; о них мы ещё будем говорить. Эти планеты в основном состоят из газа и жидкости, их атмосферы намного толще и содержат много водорода.

Кроме восьми планет (чтобы разделять, их ещё называют большими планетами), вокруг Солнца обращаются несколько тел поменьше, которые назвали планетами-карликами (это Плутон, Эрида, Церера и др.). Они, как и планеты, имеют круглую форму, но их орбиты не очищены от других более мелких объектов.

Конечно, как и любая другая классификация, введённая человеком, это деление условно. Мы договорились считать планетами Солнечной системы эти 8 тел, так как они удовлетворяют некоторым критериям, которые для нас важны. Могли бы договориться и по-другому (раньше так и было — Плутон, например, считали 9-й планетой).

Орбиты планет лежат практически в одной плоскости (плоскости эклиптики), совпадают у них и направления обращения вокруг Солнца.

Направления собственного вращения вокруг своих осей у большинства планет совпадают с направлением орбитального вращения (против часовой стрелки, если смотреть со стороны Северного небесного полюса). Оси собственного вращения почти перпендикулярны плоскости орбитального движения. Исключения — Венера и Уран. Ось собственного вращения Урана практически лежит в плоскости его орбиты, Уран как бы «катится» по орбите на боку. У Венеры ось собственного вращения наклонена почти на 180°, получается, что она вращается по часовой стрелке.

Вокруг Солнца вращаются миллионы объектов, меньших по размерам, чем планеты. Об астероидах и кометах мы говорили на уроке, который вы можете освежить в памяти по ссылке (первый урок астрономии, введение). Более подробно — в ответвлении.

Астероиды и кометы

Астероиды — это каменные или металлические объекты. Самый большой из них Церера (диаметром около 1000 км), ее относят и к астероидам, и к карликовым планетам.

Астероиды меньшего размера имеют неправильную форму. Орбиты астероидов лежат в так называемом поясе астероидов — промежутке между орбитами Марса и Юпитера.

Возможно, этот пояс содержит неиспользованный при зарождении планет материал: притяжение массивного Юпитера могло помешать этому материалу сформироваться в планеты, одну или несколько.

За орбитой Нептуна расположен ещё один пояс из астероидов — пояс Койпера, где вращаются несколько планет-карликов и множество ледяных астероидов. Наблюдать эти небольшие объекты очень трудно, так как на таких огромных расстояниях (до 50 а.е.) они слабо освещены солнечным светом.

Кометы — это ледяные тела размером порядка 10 км, обращающиеся вокруг Солнца по сильно вытянутым эллипсам (то есть с большим эксцентриситетом). В перигелии (вблизи Солнца) они нагреваются и выделяют облака газов и пыли, а давление солнечного ветра и света отклоняет эти облака на огромные расстояния (иногда миллионы километров). Образуется видимый с Земли даже невооруженным глазом кометный хвост, идущий от ядра кометы в сторону, противоположную Солнцу.

Дальняя от Солнца часть орбиты кометы (афелий) часто находится далеко за орбитой Нептуна в области, называемой облаком Оорта.

Так назвали область, находясь в которой, тело может приблизиться к Солнцу под влиянием его гравитации, то есть комета может быть захвачена Солнцем, если она находится не дальше этой области. Её внешняя граница считается границей Солнечной системы, расстояние до неё оценивают до 100 000 а.е. от Солнца. Всего в этой области и в поясе Койпера, по оценкам астрономов, находится 1 триллион (1012) ядер комет, и только малая их часть может приблизиться к Солнцу настолько близко, чтобы стать заметной.

В межпланетном пространстве движется множество ещё более мелких тел, с массой от долей до десятков граммов — их назвали метеорными телами.

Их скорости относительно Земли обычно не превышают 10–15 км/с; попадая в атмосферу, они замедляются и либо остаются взвешенными в ней, либо медленно оседают на поверхность Земли. Но частицы, влетающие в атмосферу на скорости более 30 км/с, раскаляются и на высоте 70–80 км вспыхивают — это метеоры. В среднем за 1 час на небе наблюдаются 5–6 ярких метеоров.

Кроме отдельных метеорных частиц вокруг Солнца движутся целые их потоки (метеорные рои), которые порождены распавшимися кометами.

Каждый такой поток вращается по орбите породившей его кометы, и встречается с Землей в определенный период года, когда Земля пересекает эту орбиту. В эти дни в определенной области неба наблюдается «звёздный дождь», когда в одну минуту могут вспыхивать сотни метеоров.

Метеорные потоки называют по имени созвездий, в котором они порождают звёздные дожди, например, Лириды, Персеиды, Ориониды, Андромениды и т. п.

Более крупные, чем пыль и мелкие частицы, метеорные тела (размером от нескольких сантиметров до десятков метров), достигают поверхности Земли. Это метеориты, которые бывают трех типов: каменные, железокаменные и железные.

На месте падения крупных метеоритов образуются метеоритные кратеры.

Такие кратеры есть не только на Земле, их можно видеть на поверхностях Луны, Меркурия, Марса, спутников Марса, Юпитера, Сатурна и Урана.

Мы сейчас перечисляем информацию о разных небесных телах, как факты: это состоит из водорода и гелия, это камень, это куски льда… Но откуда мы это узнали? Узнать строение и состав небесного тела — задача непростая из-за очень ограниченного доступа к этому телу — оно просто-напросто далеко. Поэтому на способах решения этой задачи остановимся отдельно.

Для Солнца химический состав определили по спектральным данным, состав атмосфер планет также определяют по спектральному анализу света, прошедшего через неё (когда для земного наблюдателя планета расположена перед Солнцем).

О внутреннем строении Земли судят по сейсмическим данным и результатам глубинного бурения, кое-какую информацию такого типа сейчас получают от автоматических станций на Марсе. Для более отдалённых объектов Солнечной системы такие данные получить пока нельзя, и нужно использовать непрямые методы.

Например, можно определить среднюю плотность вещества планеты. Для этого надо знать размеры и массу тела. Массу планеты можно найти, применив законы Кеплера и Ньютона. Мы умеем записывать уравнения, которые связывают массу с силой гравитационного взаимодействия планеты со спутником или с пролетающим рядом космическим аппаратом. Эта сила определяет движение этих тел, мы можем записать параметры движения и решить уравнения, то есть по орбитальному движению спутника планеты или по влиянию планеты на движение пролетающего космического аппарата оценить массу.

Объём планеты, естественно, определяется по ее диаметру, который известен по угловому размеру планеты и расстоянию до неё. Кстати, эти величины сейчас можно оценить очень точно по фотографиям, сделанных мощными телескопами, и по данным радиолокации.

Естественно, что по плотности судить о составе можно лишь приблизительно, т. к. разные вещества могут иметь одинаковую плотность. Кроме того, гравитация создает такое давление, которое может разрушать обычную структуру вещества и сжимать его в более плотное состояние.

Внутренние планеты (планеты земной группы) по плотности близки к плотности Земли (3,9–5,5 г/см3), а внешние планеты (планеты-гиганты) имеют плотность намного меньше (0,7–1,7 г/см3). Учитывая гравитационное сжатие, можно считать, что внутренние планеты, как и Земля, в основном состоят из камня и железа. Под камнями имеется в виду смесь силикатов, состоящих из кремния и кислорода, с примесью алюминия, магния, серы и др.

Внешние планеты (планеты-гиганты) содержат в основном водород, гелий и такие соединения водорода, как метан, аммиак, вода. Вероятно, под толстой атмосферой у них есть твердое ядро из железа и камней, т. к. если принять, что планеты-гиганты по составу близки к Солнцу, то тяжелых элементов в них должно быть 2%, что достаточно для образования твердого ядра с массой в несколько масс Земли.

Земля

Поговорим более подробно о свойствах планет Солнечной системы, и начнём с Земли.

Если бы Земля не имела атмосферы и не была бы на 70% покрыта водой, то на вид она не отличалась бы существенно от других каменных тел в Солнечной системе — это такое же каменное тело почти сферической формы. Почему почти? Кроме неровностей рельефа, есть искажение, вызванное вращением Земли вокруг своей оси: из-за центробежной силы ее экваториальный радиус на 21 км больше полярного.

Говоря, что Земля каменный шар, мы имеем в виду то, что видно внешне: её кора (поверхностный слой) состоит из минералов. О том, что находится под корой, можно судить по средней плотности Земли, она равна 5,5 г/см3. Сравнивая ее с плотностью минералов коры (около 3 г/см3), можно утверждать, что внутри Земля состоит из веществ, плотность которых значительно больше 5,5 г/см3. Вполне возможно, что это в основном железо, оно подходит по плотности (почти 8 г/см3) и по распространенности во Вселенной. Эта гипотеза проверяется данными сейсмических наблюдений. Как сейсмические наблюдения позволяют судить о строении Земли — об этом подробнее в ответвлении.

Сейсмические наблюдения и строение Земли

На уроках физики о механических волнах мы разбирались, как использовать волны в медицинской диагностике. Мы брали источник волны — излучатель — и приёмник. Волна, например, ультразвуковая, распространяется внутри тела, преломляется и отражается на границах раздела сред с разными свойствами: жировая ткань, мышечная ткань, сосуды и полости, кости… И по принятой волне можно воссоздать эти отражения, преломления, и узнать структуру тканей. Так ультразвуковые исследования (УЗИ) позволяют врачам заглянуть внутрь организма, например, определить пол у будущего ребенка.

Можно ли что-то похожее сделать с Землёй? Конечно, мы не сделаем такой излучатель механических волн, но мы можем использовать естественный источник: землетрясения. При землетрясениях возникают продольные и поперечные механические волны. Они не ультразвуковые, длина этих волн намного больше, и они могут распространяться по Земле. Эти волны назвали сейсмическими, и они позволяют получить информацию о внутреннем строении Земли. На рисунке вы видите, каких областей достигают сейсмические волны.

Поперечные волны не могут распространяться в жидкостях. Значит, если поперечные волны достигают только досюда (жидкое ядро на рис. 2), то можно сделать вывод: эта область жидкая. Это подтверждается тем, что продольные волны проходят через эту область.

Скорости волн зависят от плотности и состава среды, поэтому они могут преломляться как световые волны. Преломление продольных волн внутри жидкого ядра (твердое ядро на рис. 2) указывает на то, что там внутри есть ещё и твёрдое ядро.

Удивительно, ведь температура в центре выше, чем в вышележащих слоях, а там материал расплавился.

Дело в том, что в центре Земли очень высокое давление, создаваемое тысячами километров камней и металлов, и при таком давлении даже при высокой температуре вещество имеет структуру твёрдого тела.

Температура вещества в разных областях внутри Земли не одинакова. Расчёты и модели показывают, что температура растет по направлению от поверхности к центру и достигает там 6500 К, что больше температуры поверхности Солнца.

Даже на тех сравнительно небольших глубинах, к которым мы имеем доступ (шахты, скважины), заметно увеличение температуры.

Считается, что Земля нагрелась при своем образовании из-за сталкивающихся с ней фрагментов, т. е. за счет гравитационной энергии. Когда бомбардировка Земли прекратилась, она охладилась снаружи, но осталась горячей внутри. Есть и другой источник тепла — радиоактивный распад элементов. По расчетам этот источник восполняет только половину тепловых потерь Земли, т. е. она сейчас охлаждается, а раньше была значительно более горячей.

Мы только что затронули тему образования Земли. Как давно это могло быть?

Радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах, позволяют оценить возраст Земли. Продемонстрируем это на примере распадов радиоактивного изотопа калия (40K) с периодом полураспада 1,28 млрд лет. В 90% случаев происходит β-распад 40K, в результате которого образуется кальций.

В 10% случаев — происходит распад другого типа (захват орбитального электрона) и образуется аргон.

Предположим, что в момент кристаллизации некоторого образца горной породы в нём было 100 000 атомов 40K, а аргона в это время в породе не было — он инертен, ни с чем не мог связаться химически, а задерживаться силами гравитации как газ мог только с момента образования массивной планеты. Следовательно, через 1,28 млрд лет в образце останется 50 000 атомов 40K, остальные превратятся в 45 000 атомов Ca и 5 000 атомов Ar. Поэтому отношение числа атомов аргона к числу атомов калия Ar/K стало равным 5000/50000 = 0,1 (в момент образования породы это отношение равнялось 0). Через 2,56 (1,28∙2) млрд лет после образования породы останется 25000 атомов 40K и 2500 атомов Ar, т.е. Ar/K = (2500+5000)/25000 = 0,3. Продолжая, получим Ar/K = 0,7 через три периода полураспада и т.д. По результатам таких исследований возраст Земли не менее 4 млрд лет.

Ещё одно свойство Земли, которые мы изучали на уроках физики — она обладает магнитным полем.

Магнитные полюсы Земли сейчас располагаются вблизи географических полюсов, но так было не всегда (рис.28). В среднем каждые 250000 лет полярность Земли как магнита меняется на обратную.

При постоянном обновлении земной коры при расхождении тектонических плит ближе к поверхности подступает лава, которая застывает и образует породы.

В них содержатся вещества, обладающие магнитными свойствами, определённым образом ориентирующиеся в магнитном поле Земли и в таком положении застывающие. Так эти породы хранят память об изменении полярности магнита раз в 250 000 лет.

Считается, что магнитное поле генерируют токи в жидком ядре Земли. Эти токи вызваны вращением планеты и конвекцией расплавленного метала. Конвекция переносит тепло от твердого ядра, где идут ядерные реакции, к более холодной коре. В пользу этой гипотезы говорит, то, что имеют слабое магнитное поле (или не имеют его вовсе) те планеты, у которых мала скорость собственного вращения или которые недостаточно горячи в центре, чтобы иметь конвекцию в жидком ядре.

В том, что известно о внутреннем строении Земли, — разобрались. Поговорим об атмосфере.

Естественно, атмосфера Земли не имеет четкой границы, поэтому атмосферой считают ту область, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. В таком понимании атмосферой Земли можно считать слой высотой в несколько сотен километров.

По физическим свойствам и по особенностям протекающих процессов в атмосфере условно выделили несколько слоев.

Её самый плотный нижний слой (до высоты 12 км) назвали тропосферой, этот слой содержит порядка 75% массы всей атмосферы, здесь образуются облака, возникают воздушные течения, летают самолеты и т. п. Выше расположена стратосфера, где имеется озоновый слой, защищающий от ультрафиолетовой радиации. Выше (с высоты порядка 50 км) идет ионосфера, плотность воздуха в ней в миллион раз меньше, чем на уровне моря. Вблизи полюсов, где магнитное поле сильнее, в ионосфере движение заряженных космических частиц вызывает северные сияния. Выше идут ещё менее плотные слои. На высоте 300 км, где летает МКС, плотность в миллиарды раз меньше, чем на уровне моря. Но и при такой низкой плотности воздух тормозит станцию, она начинает снижаться по спирали. Чтобы поднять МКС на запланированную высоту периодически включают двигатель пристыковавшегося космического корабля.

По составу атмосферы Земля уникальна среди планет. В атмосфере Земли 78% азота, 21% кислорода, около 0,9 % аргона, переменное количество водяного пара (порядка десятых долей процента), 0,04% углекислого газа, остальных газов менее 0,01%.

Для сравнения: в атмосферах Марса и Венеры в основном углекислый газ, а Юпитера и Сатурна — водород и гелий.

Для объяснения происхождения земной атмосферы существует несколько альтернативных гипотез. Сторонники астероидной гипотезы утверждают, что газы содержались в космических телах, образовавших Землю. При столкновениях и гравитационном сжатии эти тела разогревались и выделяли газы.

Кометная гипотеза предполагает, что газы и, в частности, воду (водяной пар) могли доставить на Землю кометы.

Третья гипотеза — вулканическая, газы образуются в горячих глубинах Земли и выделяются при извержениях вулканов.

Может быть, верны все гипотезы и в образовании атмосферы играли роль три эти механизма. Но они не специфичны для Земли, так могли образовываться атмосферы всех планет. Различие в составах атмосферы можно объяснить по-другому.

Вероятно, ранняя атмосфера Земли имела другой состав, в частности, в ней было больше метана и аммиака, как в атмосфере Юпитера и Сатурна. Земля ближе к Солнцу, чем эти планеты, и ультрафиолетовое излучение отщепляло водород от молекул CH4 и NH3.

Легкий водород покидал земную атмосферу, а углерод и азот оставались и в том или ином виде сохранялись в ней. Гравитационное поле планет-гигантов могло удержать в атмосфере и водород. Другое кардинальное отличие земной атмосферы — очень высокое содержание кислорода. В атмосфере Земли некоторое количество кислорода получается также отщеплением H от молекул H2O под действием ультрафиолета. Но основной механизм, конечно, биологический — фотосинтез в растениях и некоторых микроорганизмах.

О механике вращения Земли вокруг своей оси мы уже говорили на других уроках. Мы разобрались с направлением земной оси, но оказывается, это направление со временем меняется. Как и почему — подробнее об этом в ответвлении.

Собственное вращение Земли

Ось собственного вращения Земли отклонена на 23,5° от нормали к плоскости эклиптики и вращается вокруг неё с периодом около 26000 лет.

Такое вращение называется прецессией. Прецессия (изменение направления момента импульса) возникает при действии на вращающееся тело момента силы. Самые большие силы, действующие на Землю, это притяжение Солнца и Луны. Если бы Земля была идеальной сферой, притяжение не создавало бы момента, но так как Земля выпукла на экваторе и ось вращения её наклонена, такой момент создаётся. Мы не будем подробно разбирать эту задачу, но она решается в модели механики. Похоже ведёт себя юла.

Сейчас ось вращения Земли направлена в сторону Полярной звезды (в модели небесной сферы мы назвали эту точку полюсом мира).

Прецессия перемещает положение полюса мира на небесной сфере.

Красный круг — это движение Северного полюса мира. В 8000 г. он будет в созвездии Цефея (звезда Альдерамин будет «полярной»). В 14000 г. — в созвездии Лиры, и почти неподвижно в течение суток будет выглядеть Вега.

Во времена фараонов полюс мира был вблизи звезды Тубан, поэтому в направлении на неё расположен вход в пирамиду Хеопса.

Через некоторое время после 14000 года земная ось будет наклонена на те же 23,5° но в сторону, противоположную нынешней.

Луна

Луна — ближайшее к Земле небесное тело. Она меньше Земли по массе в 81,3 раза и в 1,65 по средней плотности. Атмосфера и магнитное поле отсутствуют. Начнём изучение Луны с видимого — с поверхности. Из-за отсутствия атмосферы и малой вулканической активности поверхность Луны остается такой, какой была миллиарды лет назад. Вот как выглядит обращенная к Земле сторона Луны.

Светлые возвышенные области принято называть материками. Темные равнинные области — морями. Понятно, что на Луне нет воды, поэтому морей и материков быть не может, но мы дали особенностям рельефа привычные для землян названия. Кольцевые структуры разного размера — кратеры. Кратерам дали имена; на рисунке 32 отмечен кратер Тихо (названный так в честь астронома Тихо Браге). От некоторых кратеров расходятся светлые полосы — лучи.

Разный цвет возвышенностей и равнин объясняется разным составом пород. В морях это базальт, т. е. застывшая лава — силикаты, содержащие железо, магний и титан, аналогичные породы выстилают дно океанов на Земле.

Возвышенности состоят из менее твёрдых силикатов, содержащих кальций и алюминий.

Эти сведения получены из анализа образцов лунного грунта, доставленных на Землю автоматическими станциями и астронавтами на кораблях Аполлон.

На возвышенностях значительно больше кратеров, чем в морях, где более твердая поверхность.

Только малая часть кратеров имеет вулканическое происхождение, в основном это следы бомбардировки астероидами. От удара быстро движущегося твердого тела, поверхность раскалялась и разрушалась. Выброшенные взрывом осколки образовывали стенки кратера и расходящиеся от него лучи.

Перейдём ко внутреннему строению.

Меньшая, чем у Земли, средняя плотность и отсутствие магнитного поля говорят о том, что внутри Луны нет большого железного ядра. Это предположение, может быть, подтвердят сейсмические детекторы, установленные на Луне астронавтами.

Со стороны Земли кора тоньше.

Возможно, это из-за того, что при застывании коры притяжение Земли сдвигало ядро, и с этой стороны Луна была горячее.

Асимметричным строением можно объяснить различие в чертах поверхности видимой и обратной сторон Луны.

На обратной стороне Луны значительно меньше морей и больше кратеров, оставленных в мягкой породе материков астероидами. Это зафиксировал советский аппарат, облетевший Луну в 1959 г., и через 10 лет подтвердили наблюдения американских астронавтов. Там, где кора толще, реже бывали разливы лавы и поэтому там меньше базальта.

О движении Луны вокруг Земли мы уже говорили, обсудим его ещё раз в ответвлении.

Движение Луны вокруг Земли

Период обращения вокруг Земли 27,5 дней. Среднее расстояние до Луны 380 000 км.

Оно меняется от 360 000 км (в перигее — ближайшей к Земле точке) до 405 000 км (в апогее — наиболее удалённой от Земли точке). Точное расстояние до Луны измеряется радиолокацией или отражением лазерного луча от уголковых отражателей, оставленных на Луне астронавтами.

Собственное вращение Луны происходит с тем же периодом, что и орбитальное. Поэтому Луна и обращена к нам всегда одной стороной. Такое синхронное вращение характерно для спутников большинства планет.

Мы же перейдём к вопросу о возникновении Луны. По сравнению с другими спутниками в Солнечной системе отношение массы Луны к массе своей планеты очень велико, оно равно 1/81. Массы даже самых больших спутников Юпитера и Сатурна меньше 1/1000 масс планет.

Так как Луна по массе соизмерима с Землей, при строгих расчетах нужно учитывать, что центр орбиты Луны находится не в центре Земли, а на расстоянии 4670 км от него.

То есть вокруг центра масс всей системы вращается не только Луна, но и Земля, т. е. система «Луна — Земля». Так как Земля всё-таки массивнее, она движется ближе к этому центру масс. У спутников других планет центры орбит лежат практически в центре планеты.

Различие в отношениях масс спутника и планеты означает, что Луна формировалась не так, как другие спутники планет. До получения образцов лунного грунта у астрономов было три альтернативные гипотезы зарождения Луны:

1. Луна — это небольшая планета, захваченная земным полем тяготения.

2. Луна и Земля — это «близнецы», сформировавшиеся одновременно из одного газопылевого облака.

3. Земля вначале вращалась значительно быстрее, и центробежная сила оторвала от неё фрагмент, который стал Луной.

Ни одна из этих гипотез не согласовывается с составом образцов лунного грунта.

Если бы была верна гипотеза захвата, то состав лунного грунта сильно отличался бы от земного. Если бы Луна и Земля были «близнецами», то строение было бы идентичным. По третьей гипотезе был бы одинаковым состав коры.

Поэтому была предложена четвертая гипотеза, которая в настоящее время пока ещё не опровергнута, т. е. не противоречит данным, полученным при анализе образцов лунного грунта. Согласно этой гипотезе, Луна образовалась из обломков, выброшенных в космос при столкновении Земли с телом размерами с Марс.