Новое исследование, проведённое учеными из Университета Невады в Лас-Вегасе, показало, что в прошлом, когда Земля и Луна были намного ближе друг к другу, они могли иметь крошечные спутники или диск, вращающийся вокруг них по полярным орбитам. Эти результаты могут свидетельствовать о том, что подобные спутники могут вращаться вокруг экзопланет и их лун.

В настоящее время Луна находится на расстоянии около 384 600 километров от Земли, что примерно в 30 раз больше диаметра нашей планеты. Однако, по оценкам учёных, Луна и Земля постепенно отдаляются друг от друга со скоростью около 3,8 сантиметра в год. Когда-то Луна была гораздо ближе к Земле, образовавшись около 4,5 миллиардов лет назад в результате гигантского столкновения между камнем размером с Марс и «новорождённой» Землёй. Тогда Луна находилась на расстоянии около 19 135 километров от Земли, что примерно в 1,5 раза больше диаметра нашей планеты.

Орбита Луны вокруг Земли наклонена примерно на 5 градусов по отношению к орбите нашей планеты. Однако предыдущие исследования предполагали, что когда Луна образовалась, её орбита была наклонена по крайней мере на 10 градусов. Учёные до сих пор не могут объяснить, почему она была так наклонена.

В новом исследовании было изучено, как гравитационное притяжение обломков, образовавшихся после удара, в результате которого образовалась Луна, может помочь объяснить, как со временем менялась орбита Луны. Они обнаружили, что система Земля-Луна могла когда-то имела ещё одного спутника или диск на полярной орбите, которые вращались вокруг полюсов Земли и Луны, а не вокруг их экваторов.

Хотя в настоящее время вокруг Земли и Луны нет стабильных полярных орбит, они были стабильными непосредственно до образования Луны, пока расстояние между Землёй и Луной не достигло расстояния примерно в 7,5 диаметров Земли.

По словам исследователей, ещё один спутник или диск на полярной орбите вокруг Луны и Земли в ранние времена могли существенно повлиять на эволюцию орбиты Луна-Земля. Это, в свою очередь, может помочь объяснить загадочные аспекты её нынешних особенностей.

«Хотя может быть сложно доказать, существовал ли полярно-орбитальный материал вокруг системы Земля-Луна, это повышает вероятность образования долгосрочных стабильных полярных лун в экзопланетных системах. Полярно-орбитальные луны могут изменить динамику системы экзопланета-луна и, следовательно, потенциально иметь наблюдаемые последствия», — сказал соавтор исследования Стивен Лепп.

Результаты исследования были приняты к публикации в Astrophysical Journal.