一項新的研究發現,月亮可能是在一塊巨大的火星大小的巖石撞擊被巖漿覆蓋的新生地球之後形成的。
地球大約在45億年前匯聚在一起,以前的研究表明,月亮是在不久之後出現的。在過去的三十年中,對月球起源的普遍解釋是,月球是由兩個原行星或胚胎世界的碰撞造成的。其中一個是新生的地球,另一個是火星大小的巖石,名為Theia,以希臘神話中的月亮之母命名。然後,月亮從碎片上聚結。
這個「巨型撞擊假說」似乎解釋了許多有關地球和月球的細節,例如與地球相比,月球的尺寸更大,以及兩個物體的自轉速率。但是,在過去的15年左右的時間裡,已經出現了質疑它的證據,並提出了許多替代方案。
巨大影響情景的計算機模型通常說,超過60%的月球應該由Theia製成。問題在於,太陽系中的大多數物體都具有獨特的化學成分,地球,狄婭以及因此月亮也應如此。但是,從月球上獲取的巖石樣本表明,其成分與地球的異常相似,遠比此類模型預測的同位素形式更複雜。(一個元素的同位素每個都有不同數量的中子。)
為了幫助解決這個謎團,最近的一個月球形成模型表明,月亮可能是由如此強烈的撞擊形成的,它蒸發了地球早期的大部分,而月亮則從由此產生的環形形狀的團塊中產生,該團塊被稱為Synestia。另一個建議是,碰撞涉及一個快速旋轉的原始地球。但是,橫濱日本海洋地球科學技術署的行星科學家,這種模型的缺點是,這些情景要求的衝擊條件不太可能。
為了解決這個難題,Hosono的團隊現在建議,如果地球在發生巨大撞擊時部分融化,那麼來自地球的大部分物質可能已經到達軌道,以幫助形成月球。
研究人員開發了計算機模型來模擬被巖漿海洋覆蓋的地球,大多數行星形成模型都暗示該行星誕生後不久就存在。接下來,他們分析了大約佔地球質量十分之一的火星大小的巖石撞擊這顆熔融的原行星時發生的情況。
科學家發現,即使泰阿一瞥,也可能將超過70%的形成月球的碎片從地球的巖漿海洋中撞出,因為熔融的巖石比固體物質更容易從地球上噴出。他們說,這些發現可以幫助解釋月球和地球之間的成分相似性,同時也可以解釋諸如自轉速率之類的細節。
有關月球形成的先前工作基本上忽略了巖漿海洋的影響,我們的研究得出結論,巖漿海洋對於形成月球的巨大撞擊而言是最重要的事情之一。
新模型表明,來自融化地球的撞擊所產生的碎片數量與當前的月球質量相當。不過,Hosono說,先前的工作表明,為了建造月球,首先需要產生巨大的撞擊才能產生相當於月球質量的三到四倍的碎片。Hosono補充說,未來的研究可能會考慮Theia的更大質量,並考慮原地球的旋轉,以查看是否可能導致足夠的碎片形成適當大小的衛星。