科學家揭月球起源驚人之謎,竟極可能來自地球

對於地球來說,擁有月亮是一件非同尋常的事。這是如何發生的?人們提出了多種理論。

1.俘獲說

在太陽系中,大多數衛星都在土星和木星等氣態巨行星的周圍存在,與地球類似的只有火星,它擁有兩顆衛星——火衛一和火衛二。對於這兩顆衛星,目前主流的觀點是,它們可能曾經是小行星,後被火星的重力所俘獲,變成其衛星。

俘獲說認為,月球也可能是在靠近地球時被地球的引力所俘獲的。但相比火星的兩顆衛星,月球實在太大了,可能並不適合這種情況。如果月球闖入太陽系,更有可能被太陽或者木星俘獲,而不是地球。俘獲說也無法解釋現在月球的近圓形軌道形狀。因為根據引力的規律,它應該沿一條扁形或橢圓形軌道運行,而不應該沿一條近圓形的軌道運行。

2.分裂說

這種月球起源說可以追溯到19世紀。該假說認為,月亮是從形成初期還沒有完全冷卻下來的地球上分離出去的。要理解這種理論,我們可以想像一個孩子被失控了的旋轉木馬甩了出去,這需要很高的旋轉速度。但當科學家計算了所需要的旋轉速度時,這個假說就說不通了,因為那時地球的自轉速度可能達不到那麼快。

3.大碰撞說

20世紀70年代中期,行星科學家提出了「大碰撞」的假說。這種假說認為,月球是地球和另一個天體發生碰撞後誕生的。在距今45億年前的早期太陽系,一個被稱為「原行星」的火星大小的岩石物體撞向了年輕的地球,拋射出來的物質被送入地球軌道,逐漸聚集形成了月球。到了2000年,天文學家用一位古希臘女神的名字把那顆原行星稱為「忒伊亞」。

4. 同源說

如果「忒伊亞」真的促成了月球的誕生,那麼月球應該是類似地球和「忒伊亞」的混合體。然而,2001年科學家在對阿波羅登月任務中收集到的岩石進行研究後發現,氧的同位素在地球和月球的岩石中幾乎是完全一樣的;對鈦和鋯的研究同樣顯示地球和月球起源於同一種物質。2016年,科學家使用最新技術對氧的同位素進行精確測量,仍然無法找到在地球和月球之間的差別。

一塊來自月球正面的岩石,由「阿波羅17號」帶回地球

還有研究發現,月球內部的含水量可能超過此前估計的100倍以上,月球內部似乎與地球內部非常相似。此外還發現了高於預期水平的氟、硫和氯。這些研究成果支持了有關月球起源的「同源說」。

「同源說」認為,地球和月球由同一團物質雲同時聚集形成。地球初步成形時,周圍還有大量塵埃和石塊繞著地球旋轉,較靠近地球的塵埃和石塊被地球捕獲,而有些石塊由於轉速過快,無法落到地球上,便由於自身引力聚攏起來,形成了地球的一顆衛星。

5.多重撞擊說

2017年,以以色列學者拉盧卡·努夫為代表的行星科學家提出一個關於月球起源的新假說,即地球經歷了一系列撞擊,它們產生了一些「迷你衛星」,這些衛星的物質主要來自地球。隨著時間的推移,這些「迷你衛星」合併成了一個很大的衛星——月亮。

其實,科學家早在1989年就提出了這種「多重影響」的觀點,但那時沒有足夠強大的計算機來模擬他們的新假說。現在,計算機終於可以勝任這樣的任務了。

為了驗證這種多次碰撞的想法,努夫的團隊模擬了多次的碰撞,他們發現,每次撞擊都把大量的能量轉移到了地球上,一些地球物質被拋進了太空。每次撞擊產生的碎片都在幾個世紀後形成了一個小月亮。在數千萬年的時間裡,隨著更多撞擊的發生,更多的小月亮形成了,它們最後被引力拉到了一起。根據這個新假設,大約需要1億年的時間,20個小月亮就可以合併成一個很大的月亮了。


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