趣谈：相似的构成，地月本是同根生？难道不是吗？

月球有可能生成于发生碰撞的几小时内

撞击可能在几小时内形成月球

多年来科学家们一直认为，数十亿年前，一个与火星大小相当的天体（他们称之为忒伊亚）撞向早期地球......并形成了月亮。但形成是如何开始的仍是一个谜。研究人员已经研究了几十年，但没有确凿的答案。大多数理论声称月球是由这次碰撞的碎片在轨凝聚了数月甚至数年而成的。但也许月球形成得更快呢？宇航局公布了一项模拟，表明地球和忒伊亚碰撞产生的物质随冲力直接发射到轨道上，月球可能在那短短几个小时后形成。雅各布·凯格雷斯是宇航局艾姆斯研究中心的主要作者。

他的团队在同行评审期刊《天体物理学杂志快报》上发表了他们的研究。凯格雷斯说： 这为月球的演化开辟了一系列全新的潜在起点。我们投入这个项目时并不确切知道这些高分辨率模拟的结果是什么。因此，除了让你大开眼界的标准分辨率会给你误导性答案的之外，模拟的新结果还可能包括轨道上的一颗诱人的月球卫星，这一点更令人兴奋。

本研究中使用的模拟是同类模型中最详细的。它们以任意模拟运行的最高分辨率运行，以研究月球的起源或其他大型撞击。这种额外的计算能力表明，低分辨率的模拟可能会错过这些碰撞的重要方面。新的模拟使研究人员能够以以前的研究看不到的方式看见新现象。

地球和月球的构成相似

了解月球的起源需要借助我们对月球的了解。我们对月球质量、轨道和月球岩石样本的精确分析是创造我们今天所见场景的关键。

从前流行的理论可以很好地解释月球特性的某些方面，例如它的质量和轨道，但伴随着一些重大警示。一直以来突出的谜团是为什么月球的组成与地球如此相似。科学家可以根据同位素特征研究材料的组成。同位素特征是物体形成方式和地点的化学线索。科学家们在实验室中研究的月球样本显示出与地球岩石高度相似的同位素特征，这与来自火星或太阳系其他地方的岩石不同。这说明月球的大部分物质可能最初来自地球。

在之前的场景中，忒伊亚溅入轨道，只与来自地球的少量物质混合。这些情景表明，我们不太可能看到如此强烈的同位素相似性。也就是说，除非忒伊亚在同位素上也与地球相似，否则这不太可能是巧合。新理论使用更多的地球物质来创造月球，特别是它的外层，这可能有助于解释地月成分的相似性。

还有其他理论来解释这些构成上的相似性。其中一个是通感模型。在这个模型中，月球在碰撞产生的汽化岩石漩涡内形成。但诸如此类的理论很难解释月球目前的轨道。

碰撞形成月球的更快说

新的更快的单级形成理论为这两个悬而未决的问题提供了更清晰、更简洁的解释。此外，它可以为其他未解之谜寻找答案提供新方法。这种情景将月球置于一个内部尚未完全熔化的宽轨道上，这有可能解释月球倾斜轨道和薄地壳等特性。这就是为什么它是迄今为止对月球起源最诱人的解释之一。

要逐步确认这些理论中哪一个是正确的，需要对未来的月球样本进行分析。月球样本可以由宇航局未来的阿耳忒弥斯任务提供。来自月球其他部分和月球表面深处的样本将使科学家能够比较真实世界的数据如何与这些模拟场景相匹配。此外，它还将有助于解释月球在数十亿年间是如何进化的。

模拟表明，月球可能在与地球发生大规模碰撞期间在数小时内形成。图片来自宇航局。

共同的起源

一方面，这些模拟帮助我们更多地了解月球。另一方面，它们使我们能更近一步理解我们自己的地球如何成为今天这个容纳生命的世界。

杜伦大学研究员、该论文的合著者文森特·艾克说： 我们对月球形成了解得越多，对地球演变就发现得越多。它们的历史是交织在一起的，可以在其他因相似或截然不同的碰撞而改变的行星故事中得到呼应。

碰撞在宇宙中很常见，撞击是行星形成和演化的重要组成部分。在地球上，我们了解与忒伊亚碰撞以及其整个历史中的其他变化，这些都是地球如何收集生命所需材料的一部分。科学家越能更好地模拟和分析这些碰撞中起作用的东西，我们对了解一颗行星如何演变成像地球一样宜居的准备就越充分。

概要：宇航局的新模拟表明，月球可能形成于与地球发生碰撞的短短几个小时内。

BY:EarthSky Voicesand

FY:人间工作区

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