Astronomer har tagit ett steg mot att förstå hur månen kan ha bildats av en jättekollision mellan den tidiga jorden och ett annat massivt föremål för 4,5 miljarder år sedan.

Forskare ledda av Durham University, STORBRITANNIEN, körde superdatorsimuleringar på DiRAC High-Performance Computing-anläggningen för att skicka en planet i storleken Mars – kallad Theia – att krascha in i den tidiga jorden.

Deras simuleringar producerade en kretsande kropp som potentiellt skulle kunna utvecklas till ett månliknande objekt.

Medan forskarna är noga med att säga att detta inte är definitivt bevis på månens ursprung, de tillägger att det kan vara ett lovande steg för att förstå hur vår närmaste granne kan ha bildats.

Resultaten publiceras i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

Månen tros ha bildats i en kollision mellan den tidiga jorden och Theia, som forskare tror kan ha varit en gammal planet i vårt solsystem, ungefär lika stor som Mars.

Forskare körde simuleringar för att spåra material från den tidiga jorden och Theia i fyra dagar efter deras kollision, körde sedan andra simuleringar efter att ha snurrat Theia som en poolboll.

Den simulerade kollisionen med den tidiga jorden gav olika resultat beroende på storleken och riktningen på Theias initiala snurr.

I ena ytterligheten sammanförde kollisionen de två objekten medan det i den andra var en betande påkörning.

Viktigt, simuleringen där ingen spin tillsattes till Theia producerade en självgraviterande klump av material med en massa på cirka 80 procent av månen, medan ett annat månliknande objekt skapades när en liten mängd spin lades till.

Den resulterande klumpen, som sätter sig i en omloppsbana runt jorden efter nedslaget, skulle växa genom att sopa upp skivan av skräp som omger vår planet.

Den simulerade klumpen har också en liten järnkärna, liknande månen, med ett yttre lager av material från den tidiga jorden och Theia.

Ny analys av syreisotopförhållandena i månproverna som samlats in av Apollos rymduppdrag tyder på att en blandning av tidig jord och stötmaterial kan ha bildat månen.

Huvudförfattare Sergio Ruiz-Bonilla, en Ph.D. forskare vid Durham University's Institute for Computational Cosmology, sa:"Genom att lägga till olika mängder spin till Theia i simuleringar, eller genom att inte ha något snurr alls, det ger dig en hel rad olika utfall för vad som kan ha hänt när den tidiga jorden träffades av ett massivt föremål för alla dessa miljarder år sedan.

"Det är spännande att några av våra simuleringar producerade denna kretsande klump av material som relativt sett inte är mycket mindre än månen, med en skiva av ytterligare material runt jorden efter nedslaget som skulle hjälpa klumpen att växa i massa över tiden.

"Jag skulle inte säga att det här är månen, men det är verkligen en mycket intressant plats att fortsätta leta efter."

Det Durham-ledda forskarteamet planerar nu att köra ytterligare simuleringar som förändrar massan, hastighet och snurrhastighet för både målet och stötkroppen för att se vilken effekt detta har på bildandet av en potentiell måne.

Medförfattare Dr Vincent Eke, vid Durham University's Institute for Computational Cosmology, sa:"Vi får ett antal olika utfall beroende på om vi introducerar spin till Theia eller inte innan den kraschar in i den tidiga jorden.

"Det är särskilt fascinerande att när ingen snurr eller mycket lite snurr läggs till Theia att nedslaget med den tidiga jorden lämnar ett spår av skräp efter sig, som i vissa fall innehåller en kropp som är stor nog att förtjäna att kallas en proto-måne.

"Det kan mycket väl finnas ett antal möjliga kollisioner som ännu inte har undersökts som kan få oss ännu närmare att förstå hur månen bildades från början."