根據一項新的研究，主導行星形成過程後期的天體巨大撞擊對年輕的行星和它們的大氣層產生了廣泛的影響。
一項由英國杜倫大學領導，格拉斯哥大學參與的研究已經開發出一種基於3-D超級計算機模擬的方法，用來揭示行星碰撞過程中大氣損失的規模。這一發現發表在《天體物理學雜誌》上。
模擬顯示了具有稀薄大氣層的類地行星如何在早期的太陽系中依靠與其他天體的碰撞而進化。
通過使用COSMA超級計算機(杜倫大學DiRAC高性能計算設施的一部分，由科學與技術設施理事會(STFC)資助)，研究人員進行了超過100個的詳細模擬，模擬了類地行星受到不同巨大撞擊的情況，每種模擬情況都改變了撞擊的速度和角度。
他們發現，行星擦過的撞擊影響——就像人們認為形成月球的撞擊影響一樣——造成的大氣損失比直接撞擊要少得多。
正面碰撞和更高速度的撞擊會導致行星損失更多的大氣，有時甚至會將行星的大氣層和一些地幔(位於行星外殼下的一層)完全抹去。
科學家們知道，在我們的太陽系和其他星系的行星演化過程中，這些巨大的行星撞擊都是常見的重要事件，而這些發現讓我們更加了解這些巨大撞擊中發生了什麼。
人們認為，我們的月球就是在45億年前，早期地球和一個火星大小的巨大天體撞擊後形成的。
目前，科學家們還不知道地球早期的大氣有多少能在這次猛烈的撞擊中倖存下來，也不知道在不同的碰撞情況下會發生怎樣的變化。
以地球為例，地球在這次碰撞中相對幸運——根據具體情況，只損失了10%到50%的大氣。
這項研究部分由杜倫大學計算宇宙學研究所STFC博士獎學金資助，研究第一作者Jacob Kegerreis博士說：「我們知道，行星碰撞對行星的大氣層可以有巨大的影響，但這是我們首次能夠詳細研究這些暴力事件的各種情況。
「儘管不同的撞擊角度和速度會造成明顯不同的後果，但我們找到了一種簡單的方法來預測大氣會流失多少。」
「這為預測任何巨大行星撞擊造成的大氣損失奠定了基礎，也會為整個行星形成模型提供依據。這反過來將幫助我們理解地球作為宜居行星的歷史，以及圍繞其他恆星的系外行星的演化過程。」
研究人員目前正在進行另外數百次的模擬，以測試不同質量和組成的碰撞天體可能會產生什麼影響。
研究合著者、杜倫大學計算宇宙學研究所的文森特·埃克(Vincent Eke)博士說：「目前看來，行星因這些天體碰撞而失去的大氣層數量取決於它們受到的撞擊的類型，也就是看運氣。」
該研究的合著者、格拉斯哥大學的路易斯·特奧多羅(Luis Teodoro)博士說：「我們的研究表明，不同的天體撞擊可以通過各種機制讓行星大氣受到不同程度的損失。」