در منظومه شمسی، هیچ پدیده‌ای به اندازه زمین و ماه آن یکتا و استثنایی نیست. سایر سیارات یا چندین ماه دارند یا حتی هیچ قمری به همراه ندارند، اما نسبت جرم زمین و قمر سنگینش به‌طرزی شگفت‌انگیز خاص و بی‌نظیر به نظر می‌رسد.
پرسش در مورد منشأ غیرمعمول ماه همچنان یکی از مسایل بی‌پاسخ باقی مانده است. نظریه اصلی فعلی این است که ماه یا زاییده زمین است یا همزاد آن بوده و از همان مواد تشکیل‌دهنده در نقطه واحدی از منظومه شمسی شکل گرفته است.
تحقیقات تازه، این فرضیه را به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد که ممکن است ماه در نقطه‌ای دیگر از منظومه شمسی به وجود آمده و سپس به‌وسیله جاذبه زمین به دام افتاده باشد.
دارن ویلیامز و مایکل زوگر، اخترشناسان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، بررسی‌هایی انجام داده و نتیجه‌گیری کرده‌اند که جذب گرانشی ماه‌ها توسط سیارات سنگی مانند زمین امکان‌پذیر است و به همین ترتیب، منشأ کنونی سیستم زمین-ماه به این صورت شکل گرفته است.
شواهد فراوانی وجود دارد که نشان می‌دهد زمین و ماه از یک منبع اولیه مشابه ساخته شده‌اند. ترکیب معدنی آن‌ها به‌قدری شباهت دارد که اگر از یک ماده نشأت گرفته باشند، این انتظار کاملاً منطقی است.
فرضیه برخورد عظیم به‌عنوان یک توضیح غالب برای این تشابه مطرح است. بر اساس این نظریه، یک جرم بزرگ به زمین برخورد کرده و باقی‌مانده‌های آن به تشکیل یک سیاره و قمر انجامیده است.
همچنین ممکن است راه‌های دیگری نیز وجود داشته باشد که این دو جرم با ترکیب مشابه به وجود آمده باشند. به فرض، آن‌ها می‌توانند در ابر بزرگی به نام سینستیا تبخیر شده و یا همزمان از یک ابر غباری که به دور خورشید می‌چرخیده‌اند، تشکیل شده باشند.
با این حال، همان‌طور که در نقاط دیگر منظومه شمسی مشاهده شده، چندین روش برای شکل‌گیری قمرها وجود دارد. در صورتی که دو جرم با زاویه و سرعت خاصی از کنار یکدیگر عبور کنند، ممکن است به‌وسیله جاذبه به یکدیگر نزدیک شده و در نهایت به مداری پایدار و طولانی مدت برسند.
سناریویی که ممکن است در خصوص زمین و ماه صدق کند، به‌عنوان «ضبط دوتایی» شناخته می‌شود. در این مدل، دو جرمی که پیش‌تر به‌طور گرانشی به هم متصل بوده‌اند، از کنار یک جرم سومی عبور کرده و یکی از این دو جرم به دام می‌افتد و از دیگری جدا می‌شود.
شواهد نشان می‌دهند که تعداد زیادی اجرام دوتایی در منظومه شمسی وجود دارند. به‌عنوان نمونه، ما همچنان در حال کشف سیارک‌های دوتایی و حتی سه‌گانه هستیم. شواهدی نیز موجود است که این تعامل گرانشی میان سه جرم منجر به شکل‌گیری یک دوتایی همراه با قمر نپتونی تریتون شده است. تریتون در خلاف جهت چرخش بقیه قمرهای نپتون به دور این سیاره می‌گردد و نشان‌دهنده این است که از کمربند کویپر خارج شده و به مداری در اطراف نپتون سفر کرده است.
ویلیامز و زوگر تأکید می‌کنند که ماه مداری در اطراف زمین دارد که با انتظارات ناشی از منشاء ابر بقایا همخوانی ندارد. بنابراین، آن‌ها به توسعه یک مدل‌سازی ریاضی پرداخته‌اند تا تعیین کنند آیا چیزی به اندازه ماه می‌تواند از چیزی به اندازه زمین به دام بیفتد یا خیر.
محاسبات آن‌ها نشان داده که زمین قادر به جذب جسمی بزرگتر (به‌عنوان مثال جسمی به اندازه عطارد یا حتی مریخ) بوده، اگرچه در این صورت مدار آن‌ها مطمئن نبود. اما جسمی به اندازه ماه می‌توانسته در مداری بیضوی قرار گیرد که با گذشت زمان دایره‌ای‌تر شده و در نهایت با سرعتی مشابه با عقب‌نشینی حال حاضر ماه از زمین، یعنی تقریباً ۳.۸ سانتی‌متر در سال، به دور شدن بپردازد.
بدین ترتیب، این فرضیه ممکن است درست باشد، اما همچنان ویژگی‌های دیگری وجود دارد، مانند شباهت‌های معدنی و ایزوتوپی که با ارتباط نزدیک‌تری بین این دو جرم سازگارتر به نظر می‌رسد.
این سناریو امکاناتی را برای پژوهش و کاوش فراهم می‌کند که می‌تواند به ما در شناخت بهتر سیاره خود و همچنین در فهم چگونگی شکل‌گیری چنین سیستم‌هایی در مدار دیگر ستاره‌ها و جاهای مختلف کمک کند.
با توجه به اینکه تصور می‌شود ماه نقش حیاتی در توسعه حیات بر روی زمین ایفا کرده است، این تحقیقات می‌تواند به ما در شناسایی جهان‌های قابل سکونت در دیگر نقاط کهکشان راه شیری یاری نماید.
ویلیامز اظهار می‌کند: هیچ‌کس به‌طور قطعی نمی‌داند که ماه چگونه شکل گرفته است. ما در چهار دهه اخیر یک توضیح برای آن داشتیم و اکنون دو تئوری جدید ارائه شده است. این سناریو جدید پرسش‌ها و فرصت‌های تازه‌ای را برای مطالعات بیشتر فراهم می‌آورد.
این پژوهش در نشریه The Planetary Science منتشر شده است.