地球可能曾有两个月亮,它们碰撞形成了我们现在所知的月亮

数十亿年前,一颗原始的第二颗月亮可能撞击了我们现有的月球,其残骸像煎饼一样铺在较大的兄弟姐妹身上,扰乱了月球仍在冷却的表面。这个新理论可以解释为什么月球的背面与我们所看到的正面如此不同。

科学家们说,这两颗月亮都是在早期形成过程中,一个火星大小的天体撞击地球时产生的碎片残余物凝聚而成的。大多数月球形成理论都认为我们唯一的卫星就是从那团混乱的碎片中形成的。但今天发表在《自然》杂志上的一篇新论文称,还有一个名为“特洛伊月”(Trojan moon)的小型月亮也得以幸存,其大小约为我们今天看到的月球的三十分之一,它位于月球前方或后方60度的拉格朗日点上。

加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家埃里克·阿斯福(Erik Asphaug)和现任职于伯尔尼大学的马丁·尤齐(Martin Jutzi)表示,这两颗月亮将和平共处了数千万年,足以让它们几乎完全固化。根据《自然新闻》的一篇报道,地球的引力将逐渐导致两颗月亮向外迁移,直到太阳的引力开始发挥作用。然后,拉格朗日点的平衡会被打破,使那颗小月亮漂离。

当两颗月亮最终碰撞时,较小的月亮会被摧毁,其残骸会覆盖较大的卫星的一半。阿斯福和尤齐表示,这是解释月球奇特构成的一个有效说法。他们进行了详细的计算机模拟,以找出可能发生的情况。

可见的一面主要是低洼的熔岩平原,称为月海,其中富含钾、稀土元素和磷,这是一种称为KREEP的物质。背面,自1959年首次被人类卫星照亮以来,则是由山脉地形和较厚的月壳组成。其他理论认为,月海是地球引力从内部将物质拉扯上来造成的,使背面未受影响,或者是由月球地幔中的对流作用造成的。但阿斯福和尤齐认为,当那颗已经消失的小月亮撞击在正好是当前月球背面时,它将KREEP物质挤压到了另一侧。

阿斯福向《自然》杂志解释说,这次撞击不会形成一个典型的陨石坑——撞击区域只比撞击者本身大一点点。“撞击物只是在腔体里溅开,”他说。

在很多方面,这是一个有趣的理论,仅仅是因为月球曾经有过一个较小的“兄弟”,因为地球是迄今为止唯一一个只有一颗月亮的行星。水星和金星没有天然卫星,而火星有两颗,火卫一(Phobos)和火卫二(Deimos)。其他行星和非行星有许多卫星——即使是冥王星,我们现在也知道它有四颗。

巧合的是,美国宇航局即将发射一对双子卫星来绘制月球地图,并研究其内部成分。下个月将发射的月球勘测轨道探测器(GRAIL),可能有助于回答一些问题,来验证这个新理论。

《自然》杂志

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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