创造我们月球的宇宙碰撞比我们想象的要疯狂得多

一个更大的撞击解决了一切。
The giant impact hypothesis is looking kind of puny.
巨型撞击假说看起来有些微不足道。“登月之旅” 来自 Wikimedia Commons

我们的月球总是引发比答案更多的问题。这个近在咫尺的球体最初是如何开始守夜的?一些古代神话将地球和月球描绘成配偶或兄弟姐妹。另一些则认为它是亡灵的居所,或者赋予日食或潮汐变化深远的意义。在20世纪80年代,天文学家认为月球是被地球的轨道“捕获”的。直到2013年,科学家们还在讨论地球实际上从金星偷走了月球的说法。

新的研究可能重写我们关于月球起源的现代神话,因为研究人员提出了一个关于地球和月球如何开始它们关系的新理论:在太阳系早期,一次巨大的撞击事件几乎摧毁了地球,留下的混合物质凝聚形成了我们的家园和我们唯一的绕行天体。

对于月球爱好者来说,一次巨大的宇宙撞击可能听起来并不那么激进。目前普遍接受的理论是,一颗火星大小的原行星——一个假设的星球,根据月球女神塞勒涅的母亲的名字命名为忒伊亚(Theia)——撞击了地球,并剥离了一块物质。根据恰如其名的“巨型撞击假说”,这块太空垃圾最终变成了月球。这次撞击使地球以五小时的昼夜速度旋转,后来减慢到我们现在经历的24小时昼夜。

这个假说存在一些问题,其中最大的问题在于阿波罗任务带回的月球样本。这些样本显示出与地球岩石相同的化学特征,但与太阳系的其他天体不同——因此很可能与忒伊亚的构成不同。如果忒伊亚仅仅是擦过地球,剥离了一块月球大小的物质,那么月球应该保留一些这个外来世界的化学特征,而地球则相对完好无损。

由SETI研究所的Matija Cuk领导的,发表在《自然》(Nature)杂志上的一项新研究的作者们试图更优雅地解决这些问题——通过一次大撞击。根据他们的发现,忒伊亚确实对年轻的地球产生了巨大的影响。新的理论认为,忒伊亚并没有擦过并剥离一块岩石,而是几乎正面撞击了我们的星球。这次高能碰撞使我们星球的大部分物质汽化或熔化,并与忒伊亚的物质混合。这团熔化的太空碎片最终形成了两个(相对)相同的物体:地球和月球。地球最初的昼夜周期是两小时,其轴心指向太阳,但经过数千万年的时间,它减慢了速度,月球也漂移得更远。

新理论还可以解释与撞击相关的月球起源的另一个潜在问题。如果月球是由忒伊亚的一次撞击形成的,那么它应该围绕地球的赤道运行。然而,它却以一个微小的角度旋转。但足够强烈且正面足以汽化地球大部分区域的撞击,可能会使地球发生摆动。也许当月球从熔化的地球中分离出来时,它对齐了地球最终摆动偏离的一个位置。

现代天文学家不断提出关于我们最近的宇宙伴侣的起源和演化新想法,所以不要指望这是关于月球诞生的最终定论。但至少我们已经摆脱了一些古代观星者更老套的神话。

 

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