天文學家模擬孕育月球的碰撞

加入我們的科學愛好者社群!


關於支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續刊登關於塑造我們當今世界的發現和思想的有影響力的報道。


天文學家長期以來都認同,撞擊地球的物體的碎片形成了月球。但究竟是什麼物體撞擊了地球,以及何時撞擊的,仍然存在爭議。為了解釋地月系統的尺寸和角動量,人們提出了各種模型。其中一種模型認為撞擊發生在地球歷史的早期;另一種模型則認為,是隨後發生的兩次連續碰撞造成的,或者必須涉及比火星大得多的行星天體。現在,新的研究表明,在地球形成末期,與一個火星大小的物體發生的單次碰撞產生了我們的衛星。這些發現今天發表在《自然》雜誌上。

西南研究院的羅賓·卡努普和加州大學聖克魯茲分校的埃裡克·阿斯普豪格使用了一個高度精細的計算機建模系統——該系統將地球及其撞擊物分成超過 20,000 個微小粒子,模擬這些粒子在壓力下彼此之間以及與重力之間的相互作用——來研究他們的情景。“我們提出的模型是限制最少的撞擊情景,”卡努普說,“因為它只涉及單次撞擊,並且幾乎不需要在月球形成事件之後對地月系統進行修改。” 它也與 25 年前首次提出的撞擊理論驚人地相似,那時還沒有計算機模擬技術。

然而,新的模型並沒有結束關於月球形成的爭論。正如亞利桑那大學的傑伊·梅洛什在伴隨該報告的評論中指出的那樣,計算機的侷限性要求卡努普和阿斯普豪格在他們的計算中使用原始版本的狀態方程。該方程沒有區分物質的固態、熔融態和氣態——梅洛什斷言這是一個侷限性,因為“蒸汽壓似乎與將汽化的地球物質噴射到軌道中的碰撞有關。”

© .