自从人类观察夜空以来,我们就一直对它感到好奇 月亮它思考一切,从外星人的出现到对地球现象的影响,如海洋潮汐、气候稳定性,甚至许多生物体的自然节律。
医学 很多问题 我们拥有地球唯一的天然卫星,其中一颗仍然是最重要的: 月亮的起源是什么它绕地球运行多长时间?
今天,天文学家的主流理论是,在我们星球的过去深处——也许是在太阳系历史的最初一亿年左右——地球与一个行星大小的物体相撞并创造了月球,当时的时期可以 只需几个小时。这一提议的事件被称为巨大撞击假说,涉及一颗假设的火星大小的原行星,天文学家称之为忒伊亚。由于大规模撞击而被抛入轨道的物质随后会积累起来,形成我们今天看到的月球。
我们知道什么?
月球起源假说
月球最持久的谜团之一的这一惊人解决方案的开发可以追溯到 1946 年,当时地质学家雷金纳德·奥尔德沃斯·戴利 (Reginald Aldworth Daly) 是最先提出的 碰撞事件可以解释月球的形成。
在戴利之前,科学家们倾向于支持地球在数十亿年前快速旋转的理论,当时的每一天都可以持续 已经2、3个小时了。几十年后,即 20 世纪 70 年代,研究人员 William Hartmann 和 Donald Davis 开发了自己的模型 其中包括行星形成过程中遗留下来的大型天体的碰撞,这些天体可能会与较年轻的行星发生碰撞。
基于这些想法,其他研究人员提出了早期地球和火星大小物体之间的类似场景。在接下来的十年之初,这一概念最终在 1984 年在夏威夷科纳举行的一次具有里程碑意义的会议上占据了主导月球形成过程的地位。
行星碰撞的证据
巨大撞击假说的流行可以归因于支持撞击情景的大量证据。例如,研究人员很早就认识到两者之间相似的稳定同位素比率 月球岩石 和来自地球的,强烈表明它们的起源之间存在联系。
此外,与其他岩石行星的观测相比,地月系统异常高的角动量(或自旋)也可以解释为大撞击的影响之一。
可以在月球的成分中找到更多线索,它揭示了相对较小的铁核和较低的密度。这对天文学家来说很重要,因为假设的巨大撞击会导致假定的原行星忒伊亚的金属核心与年轻地球的内部融合,而来自两个世界的地幔和地壳的较轻物质将被移动并炸入轨道,最终有助于形成月球。
另一个重要的证据包括月球物质中挥发物(一种在室温下容易变成气体或蒸气的化学物质)的相对消耗,再次表明它可能是在一次极其活跃的事件中消失的,这一观点得到了早期月球曾经有大量岩浆海洋的证据进一步支持。
还有什么是未知的?
新研究扩展了忒伊亚假说
然而,仍然存在几个重要的问题,包括导致碰撞的确切条件以及行星物质是如何形成的 进化成月球 正如今天看来。
最近, 一项新研究 西南研究所的阿丁·丹顿(Adeene Denton)和亚利桑那大学月球与行星实验室的同事修改了忒亚假说,表明所谓的古代撞击可能受到两个碰撞体的热量和物理力的强烈影响。
该团队的发现挑战了一些长期以来对巨大影响假说的观点,同时为其他观点提供了新的支持。例如,该团队的模拟表明,虽然某些撞击导致碎片盘形成,随后合并成月球,但在其他条件下,模拟支持月球可能在极短的时间内形成的想法——也许 大约五个小时后。
然而,确定大撞击假说确切条件的主要困难之一与当前关于月球年龄的争论有关。
“关于月球的年龄存在很大争议,”亚利桑那大学月球与行星实验室行星科学教授、这项新研究的合著者之一埃里克·阿斯普豪格博士说。
在给 Space 的一封电子邮件中,阿斯普豪格解释了由此产生的一些问题,因为目前的估计认为月球的形成时间大约在太阳系形成后 40 至 1.2 亿年之间。阿斯普豪格说,这是问题的一部分,他说这个时机可能会对忒伊亚影响力模型产生重要影响。
阿斯普豪格说,如果这是一次较早的碰撞,由于放射加热的速度更快,它将涉及更热的忒伊亚。相反,较晚的撞击意味着忒伊亚会更冷、更强大。
阿斯普豪格告诉《太空》杂志:“我认为我们还不够了解月球(以及地球)是如何形成的。”。 “但是了解温度如何影响结果开辟了看待问题的新维度,这总是有帮助的,因为它改变了我们的参照系,就像下车去散步一样。”
时间和空间上的月球之谜
对于像阿斯普豪格这样的研究人员来说,了解月球的形成不仅需要将其视为太空事件,还需要将其视为时间事件。这样可以对三个不同的指标进行比较:同位素衰变、材料的强度(取决于温度)以及碎片撞击其他行星的地质记录——他认为这一过程可以对月球形成何时可能发生撞击施加更严格的限制。
该研究的主要作者阿丁·丹顿(Adeene Denton)也强调在她的团队的研究中引入时间因素,她在一封电子邮件中告诉《太空》杂志,对月球形成的影响的结果可能在很大程度上取决于影响的时间。
丹顿写道:“以前,科学家普遍认为,无论何时发生碰撞,结果都是一样的。”。 “但我们现在知道,温度对材料特性的影响取决于原地球和忒伊亚的年龄和/或寒冷程度,这可能会显着改变事情。”
通过将撞击模拟与月球地球化学记录相关的数据以及太阳系早期形成的模型相结合,丹顿相信她的团队的工作可以帮助科学家更好地准确地确定月球形成的方式和时间。
谜团仍在继续
丹顿表示,目前还很难说哪种可能的情况——较早或较晚的碰撞事件——最有可能发生。
丹顿告诉《太空》杂志:“这取决于你喜欢哪种太阳系形成情景。”。
丹顿说:“我总体上支持月球较早形成,这与太阳系中行星形成的快速阶段一致,但我们不能忽视月球较晚形成的可能性。”
虽然还有很多工作要做,但丹顿和阿斯普豪格相信,他们的发现极大地帮助了当前解决有关巨大撞击假说的一些问题的努力——其中一些问题已经存在了多年。
然而,对于阿斯普格来说,这些挥之不去的问题可能只是科学过程的一部分。
“科学总是会徘徊很长一段时间,直到最终成为焦点,”阿斯普豪格说。
“我相信这将在未来十年内实现,部分归功于这项工作。”






