Június 25-én a Hold egy darabja a Földre zuhant. Nem is kis darabról van szó: közel két kilogrammnyi kőzet és por érkezett bolygónkra, amelyet a kínai Csang’e–6 leszállóegység fúrással gyűjtött be a holdkéregből. A landolóegység néhány héttel korábban érte el a Hold felszínét, és az általa összeszedett minták egy rakétával indított kapszulába csomagolva találkoztak a Csang’e–6 keringőegységével a Hold körüli pályán. A Földre a 380 ezer kilométeres visszautat egy erre a célra fejlesztett modulban tették meg, amely végül ejtőernyőkkel lassítva Belső-Mongóliában landolt, hogy a mintákat nagyon váró kutatók begyűjtsék és tanulmányozni kezdjék őket.
A projekt nagyjából ugyanúgy épült tehát fel, mint a Csang’e–5 2020-as küldetése, amely során szintén mintákat juttattak a Holdról a Földre, egy nagyon fontos különbséggel: ezúttal – és ténylegesen most először – az anyag a Hold túlsó oldaláról származott, amely mindig a Földdel ellentétes irányba néz. Ez további lépéseket igényelt, például a kommunikáció segítésére szolgáló, Hold körüli pályán keringő műholdak használatát, de a tudományos haszon miatt az újabb mintagyűjtés valószínűleg megéri a fáradságot.
A kutatók azt remélik, hogy a történelmi mintákban található ásványok segítenek megoldani a bolygótudomány egyik régi rejtélyét, vagyis hogy miért különbözik annyira a Hold túlsó oldala a felénk néző oldalától.
A Hold arcai
Égi kísérőnkre felnézve annak mindig ugyanazt az oldalát látjuk, mert a Holdnak nagyjából ugyanannyi időbe telik egyszer megfordulni, mint amennyi idő alatt egyszer megkerüli a Földet. Ez az úgynevezett kötött keringés nem véletlen, hanem bolygónknak a Holdra gyakorolt erős árapályhatásával függ össze. Ennek eredményeként a Holdat többé-kevésbé két félgömbre oszthatjuk: van egy mindig felénk néző oldala és egy mindig a Földdel ellentétes irányba néző oldala.
A Hold felénk néző oldalának jellegzetes felszíni formáit jól ismerjük: számos nagy, nagyjából kör alakú sötét folt látható rajta a világosabb háttéren. Az ókori csillagászok ezeket a sötét formákat tengereknek (mare) nevezték el, mert a Földről nézve vízszerűnek tűntek. Valójában azonban bazaltásványokból – megszilárdult lávából – álló síkságokról van só, amelyek réges-régen törtek elő a felszín alól. A közeli oldal világosabb régiói régebbi, kráterekkel tarkított, erősebben fényvisszaverő magaslatok, amelyek kiemelkednek a síkságok közül.
A csillagászok régóta feltételezték, hogy a Hold Földről láthatatlan oldala is hasonló lehet. Az űrkutatás azonban 1959-ben cáfolta ezeket a várakozásokat, amikor a szovjet Luna 3 űrszonda visszasugározta a távoli oldalról készült legelső képét. Bár a felvétel szemcsés és homályos volt, mégis elég tiszta ahhoz, hogy feltűnjön, merőben más a táj.
A túlsó oldalt majdnem teljesen zord hegyvidék borítja, a közeli oldal kiterjedt tengerei pedig néhány elszórt, sötétebb foltra korlátozódnak.
Azóta végzett megfigyelések pedig csak tovább növelték a féltekék között megfigyelt megdöbbentő eltérések számát. A Hold körül keringő GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) ikerszondák gravitációs adatai például azt mutatták, hogy a távoli oldal kérge átlagosan mintegy 20 kilométerrel vastagabb, mint a közeli oldalé.
Ingatag teóriák
De miért ennyire különböző a Hold két fele? Csábító lenne azt gondolni, hogy a Föld árapályhatása áll a háttérben, de nem ilyen egyszerű a képlet. A magyarázatért egészen a Hold születéséig kell visszanyúlni. A kutatók által jelenleg leginkább elfogadott eredettörténet szerint röviddel a Föld 4,6 milliárd évvel ezelőtti kialakulása után egy Marshoz hasonló méretű bolygó (amelyet a csillagászok Theiának neveznek, a görög mitológiai Gaia titán lánya után) csapódott bele planétánkba.
A becsapódás szétszakította a Theiát, amelynek magja a Föld mélyére süllyedt, külső rétegei pedig – rengeteg földi anyaggal együtt – Föld körüli pályára álltak.
A túlhevült kőzetek gyorsan lehűltek az űrben, és ezekből állt össze a Hold. A kutatók még mindig vitatkoznak a részleteken, de egyes modellek alapján ez a formálódás akár pár hónap alatt is végbemehetett. Kezdetben a Hold sokkal közelebb volt a Földhöz, mint ma, talán csak a jelenlegi távolság tizedére, az idők során azonban fokozatosan távolabbra sodródott.
Amíg közelebb volt, az árapályerők is erősebbek voltak, így az újonnan létrejött Hold nagyon rövid idő alatt kötött keringésű válhatott – ehhez talán egy év is elég lehetett. Az égitest anyaga ennél sokkal lassabban hűlt le, vagyis a kéreg még nem volt szilárd, amikor a kötött keringés kialakult, ami azt jelenti, hogy a Hold kétarcúságát nem okozhatták az árapályerők. Valami másnak kellett történnie, amitől a túlsó oldalon megvastagodott a kéreg a lehűlés során.
A kutatók ezzel kapcsolatban több ötlettel is előálltak, azonban egyik sem illeszkedik tökéletesen a ma látható kettősséghez. Talán egy második, kisebb hold is kialakult a becsapódás törmelékeiből, amely végül lassú sebességgel ütközött a nagyobb holddal, és több anyag került a túlsó oldalra. Vagy az újonnan született Hold belsejében zajló fizikai folyamatok tették lehetővé, hogy az egyik oldalon vaskosabb legyen a kéreg.
Földfény
2014-ben egy csillagászokból álló csapat egy új, a korábbiaknál jelentősen jobb magyarázattal állt elő tett közzé. A „bűnös” szerintük nem bolygónk árapályhatása, hanem maga a Föld lehetett. A fiatal Hold fejlődését vizsgáló modellek közül korábban egyik sem vette teljes mértékben figyelembe, hogy a Föld mennyire nagynak tűnhetett a holdi égbolton. Röviddel a Hold kialakulása után a Föld olyan közel volt, hogy onnan nézve elképesztő, 40 fokos régiót foglalt el az égen, ami a mainál hússzor nagyobb területet jelent.
Ne feledjük, akkoriban a Föld nagyon forró volt. A Theia becsapódása elpárologtatta bolygónk felszínének nagy részét, a többit pedig megolvasztotta. Valószínűleg évezredeken át 2000 °C körüli maradt a felszín hőmérséklete, ami a Holdat is melegítette. Pontosabban annak csak az egyik oldalát, hiszen a kötött keringés nagyon hamar kialakult.
A közeli oldal hőmérséklete a Föld hatására 1000 °C-ra emelkedhetett, míg a távoli oldal fokozatosan egyre fagyosabbra hűlt.
Ennek pedig mélyreható következményei voltak. Amikor a Hold még teljesen olvadt volt, izzó kőzetekből és fémekből álló légkörrel rendelkezett. Az olyan nehéz elemeknek, mint a kalcium és az alumínium, nagyon magas a forráspontjuk, így gáz formájában maradtak meg a Hold forró, közeli oldalán, míg a hűvösebb távoli oldalon lecsapódtak a felszínre. Ott kölcsönhatásba léptek más elemekkel, és könnyű ásványokat, például földpátot képeztek, amelyek fokozatosan egyre vastagabb kérget hoztak létre.
Érdekes módon az orbitális vizsgálatok több földpátot mutatnak a távoli oldalon, mint a közeli oldalon. A folyamat eredményeként más ásványok pedig inkább a közeli oldalon halmozódhattak fel, beleértve a radioaktív ásványokat is, amelyek aztán felmelegítették a kérget, és lehetővé tették volna, hogy a magma előtörjön. Ezért a közeli oldalon több tenger jött létre, míg a távoli oldal nagyrészt tengermentes maradt.
***
De ez az elmélet tényleg megoldja a Hold rejtélyes kettősségét? Jelenleg ez a legjobb elképzelés, de természetesen további bizonyítékokra van szükség, hogy a szakértők alátámasszák. A Chang’e–6 által a Földre juttatott új minták remélhetőleg segíthetnek a kérdések megválaszolásában.
Érdekes módon a Hold távoli oldalát gyakran nevezik sötétnek, holott pontosan ugyanannyi megvilágítást kap, mint a közeli oldal. A sötét jelző inkább annak köszönhető, hogy mivel ezt az oldalt csak az utóbbi évtizedekben kezdtük látni, nagyon keveset tudunk róla, így ismeretlen terepnek számít. De fokozatosan feltárulnak a titkai, és hamarosan talán választ kaphatunk azokra a kérdésekre, amelyek az űrkorszak kezdetén merültek fel.
