一個是太陽,太陽系最耀眼的存在,半徑近70萬公裡,佔據著太陽系99%的質量,而一個是毫不起眼的月球,直徑僅3500公裡,怎麼也想不到這兩者早期有關係!
最新一項研究表明,美國宇航局可能會在一個不太可能的地方發現太陽早期歷史的秘密,這個地方就是地球的月球,我們頭上的那片皎潔。到底什麼情況?這需要追溯到月球的起源!
月球的起源論眾說紛紜,最受廣大群眾贊同的月球起源自然是撞擊起源:45億年前,年輕的地球經歷了一次巨大的撞擊,當時一個火星大小的世界撞向了地球。碰撞產生的碎片最終進入環繞地球的軌道,逐漸相互碰撞,形成了月球。但這一理論仍然存在一個大漏洞:為什麼月球表層的鈉和鉀含量低於地球土壤。當然,如果這兩個機構有相似的歷史,它們現在應該有相似的組成,當然,這裡不再多做闡述。
這一項基於模擬的新研究可以幫助科學家更好地了解大約40億年前的宜居地球太陽系是如何形成的。因為研究人員正在用望遠鏡搜索宇宙,尋找適合居住的世界,他們想更好地了解地球上的生命是如何發展的,這是迄今為止支持生命生存的世界的一個例子。巖石行星離太陽有多遠,這個星球上是否有液態水等因素是關鍵。但科學家們也懷疑輻射很重要,而我們對這個因素知之甚少。
首先,我們不知道幾十億年前的太陽是什麼樣子,這是非常重要的,因為它有可能改變了金星的大氣演化,也可能改變了火星失去大氣層的速度,也改變了地球的大氣化學成分。所以一個關鍵的問題是要了解年輕的太陽旋轉的速度有多快,因為它旋轉得越快,它向太陽系釋放的輻射就越多,有可能破壞行星的大氣層。但那時科學家還不在,所以他們想要在太陽系中找到一些記錄。幸運的是,月球表面可能會提供答案,是的,這兩個風馬牛不相及的天體竟然可以聯繫在一起。這就是新研究的切入點。它將這個長期存在的元素之謎與基於克卜勒太空望遠鏡觀測的恆星旋轉計算機模擬相結合。這一組合表明,太陽是一個緩慢的旋轉體,其旋轉速度比50%的年輕恆星都要慢。
只有在緩慢旋轉的恆星的模擬中,來自太陽的帶電粒子才會撞擊月球表面,將足夠的鉀和鈉撞擊到太空中,形成我們今天看到的元素缺口。這種緩慢的自轉也可能對地球產生影響。如果年輕的太陽快速旋轉,它就會發出「超級耀斑」,極大地會降低地球的氣壓,迫使水離開大氣層。此外,地球在那時也會像現在一樣產生磁場,使一些帶電粒子偏轉。這使得我們早期富含火山的大氣中的二氧化碳、水和氮得以進化成今天對生命有益的氧和氮。
但是從生命的角度來看,與太陽系中其他巖石行星相比,地球是幸運的。它的兩個鄰居的磁場都弱得多,因此也受到了太陽更多的「照顧」。由於太陽活動,火星失去了大氣,然後也失去了水,儘管有些水被鎖在火星兩極和地下。而金星失去了早期的氫(水的一個重要組成部分),最終導致失控的溫室效應,462攝氏度的高溫炙烤著金星表面。
但是我們年輕恆星的緩慢自轉與早期地球的宜居性之間的聯繫仍是一個假設,而將太空人送回月球可能會改變這一假設。美國宇航局目前計劃將人類降落在月球南極,而科學家們認為,正是在那裡,月球磁場在早期將太陽粒子偏轉,將它們沉積在月球表面。從該地區收集樣本到地球實驗室進行研究,可以為科學家們提供檢驗他們假說所需的數據。