月球有可能生成于發(fā)生碰撞的幾小時內(nèi)

(相關(guān)資料圖)

撞擊可能在幾小時內(nèi)形成月球

多年來科學(xué)家們一直認為，數(shù)十億年前，一個與火星大小相當(dāng)?shù)奶祗w（他們稱之為忒伊亞）撞向早期地球......并形成了月亮。但形成是如何開始的仍是一個謎。研究人員已經(jīng)研究了幾十年，但沒有確鑿的答案。大多數(shù)理論聲稱月球是由這次碰撞的碎片在軌凝聚了數(shù)月甚至數(shù)年而成的。但也許月球形成得更快呢？宇航局公布了一項模擬，表明地球和忒伊亞碰撞產(chǎn)生的物質(zhì)隨沖力直接發(fā)射到軌道上，月球可能在那短短幾個小時后形成。雅各布·凱格雷斯是宇航局艾姆斯研究中心的主要作者。

他的團隊在同行評審期刊《天體物理學(xué)雜志快報》上發(fā)表了他們的研究。凱格雷斯說： 這為月球的演化開辟了一系列全新的潛在起點。我們投入這個項目時并不確切知道這些高分辨率模擬的結(jié)果是什么。因此，除了讓你大開眼界的標準分辨率會給你誤導(dǎo)性答案的之外，模擬的新結(jié)果還可能包括軌道上的一顆誘人的月球衛(wèi)星，這一點更令人興奮。

本研究中使用的模擬是同類模型中最詳細的。它們以任意模擬運行的最高分辨率運行，以研究月球的起源或其他大型撞擊。這種額外的計算能力表明，低分辨率的模擬可能會錯過這些碰撞的重要方面。新的模擬使研究人員能夠以以前的研究看不到的方式看見新現(xiàn)象。

地球和月球的構(gòu)成相似

了解月球的起源需要借助我們對月球的了解。我們對月球質(zhì)量、軌道和月球巖石樣本的精確分析是創(chuàng)造我們今天所見場景的關(guān)鍵。

從前流行的理論可以很好地解釋月球特性的某些方面，例如它的質(zhì)量和軌道，但伴隨著一些重大警示。一直以來突出的謎團是為什么月球的組成與地球如此相似?？茖W(xué)家可以根據(jù)同位素特征研究材料的組成。同位素特征是物體形成方式和地點的化學(xué)線索。科學(xué)家們在實驗室中研究的月球樣本顯示出與地球巖石高度相似的同位素特征，這與來自火星或太陽系其他地方的巖石不同。這說明月球的大部分物質(zhì)可能最初來自地球。

在之前的場景中，忒伊亞濺入軌道，只與來自地球的少量物質(zhì)混合。這些情景表明，我們不太可能看到如此強烈的同位素相似性。也就是說，除非忒伊亞在同位素上也與地球相似，否則這不太可能是巧合。新理論使用更多的地球物質(zhì)來創(chuàng)造月球，特別是它的外層，這可能有助于解釋地月成分的相似性。

還有其他理論來解釋這些構(gòu)成上的相似性。其中一個是通感模型。在這個模型中，月球在碰撞產(chǎn)生的汽化巖石漩渦內(nèi)形成。但諸如此類的理論很難解釋月球目前的軌道。

碰撞形成月球的更快說

新的更快的單級形成理論為這兩個懸而未決的問題提供了更清晰、更簡潔的解釋。此外，它可以為其他未解之謎尋找答案提供新方法。這種情景將月球置于一個內(nèi)部尚未完全熔化的寬軌道上，這有可能解釋月球傾斜軌道和薄地殼等特性。這就是為什么它是迄今為止對月球起源最誘人的解釋之一。

要逐步確認這些理論中哪一個是正確的，需要對未來的月球樣本進行分析。月球樣本可以由宇航局未來的阿耳忒彌斯任務(wù)提供。來自月球其他部分和月球表面深處的樣本將使科學(xué)家能夠比較真實世界的數(shù)據(jù)如何與這些模擬場景相匹配。此外，它還將有助于解釋月球在數(shù)十億年間是如何進化的。

模擬表明，月球可能在與地球發(fā)生大規(guī)模碰撞期間在數(shù)小時內(nèi)形成。圖片來自宇航局。

共同的起源

一方面，這些模擬幫助我們更多地了解月球。另一方面，它們使我們能更近一步理解我們自己的地球如何成為今天這個容納生命的世界。

杜倫大學(xué)研究員、該論文的合著者文森特·艾克說： 我們對月球形成了解得越多，對地球演變就發(fā)現(xiàn)得越多。它們的歷史是交織在一起的，可以在其他因相似或截然不同的碰撞而改變的行星故事中得到呼應(yīng)。

碰撞在宇宙中很常見，撞擊是行星形成和演化的重要組成部分。在地球上，我們了解與忒伊亞碰撞以及其整個歷史中的其他變化，這些都是地球如何收集生命所需材料的一部分?？茖W(xué)家越能更好地模擬和分析這些碰撞中起作用的東西，我們對了解一顆行星如何演變成像地球一樣宜居的準備就越充分。

概要：宇航局的新模擬表明，月球可能形成于與地球發(fā)生碰撞的短短幾個小時內(nèi)。

BY:EarthSky Voicesand

FY:人間工作區(qū)

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