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科學家修改部分地球大碰撞理論 解釋月球成分和軌道之謎

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導語:月球是太陽系中一顆獨特的天體,它的起源至今仍是一個謎團。日前,據外媒報道,科學家對原始版的“地球大碰撞理論”進行了部分修改,解釋了月球是如何形成的,它與一次大型天體碰撞事件密切相關。同時,最新研究修改還解決了爲什麼月球和地球具有類似的成分,以及月球的獨特軌道。

月球是太陽系中一顆獨特的天體,它的起源至今仍是一個謎團。

日前,來自美國加州大學戴維斯分校的研究人員對原始版的“地球大碰撞理論”進行了部分修改。之前科學家普遍認爲,太陽系形成之後兩顆行星大小等級的天體彼此發生碰撞,一顆火星體積大小的行星碰撞之後形成地球,碰撞拋離的物質聚集形成月球。

此次天體碰撞產生地月系統的角動量,並使早期地球自轉一週僅5個小時,隨着時間的推移,月球逐漸遠離地球,地球自轉速度減緩,最終穩定達到當前的24個小時。據悉,科學家在這項研究中透過觀察月球當前軌道,並計算地月系統角動量快慢程度受地球和月球之間潮汐引力影響,同時,他們還進行逆向推理。

然而月球還存在着與教科書理論不同的現象,其中一個現象是月球成分與地球成分驚人相似,加州大學戴維斯分校地球和行星科學系教授薩拉-斯圖爾特說:“太陽系中每個天體都存在着差異性,它們分別擁有不同的化學成分。”另一個現象是如果月球形成於地球周圍的旋轉物質盤,那麼月球應當環繞在地球赤道上空,但事實上月球當前軌道與地球赤道保持5度傾斜角,意味着存在一些神祕能量推動月球執行

目前科學家提出最新理論解釋了月球成分爲什麼與地球成分相似,以及爲什麼月球軌道與地球赤道保持5度傾角。

2012年,斯圖爾特指出,地月球系統中一些角動量可能轉移至地日系統,在開始階段產生較強的能量碰撞。在最新計算機模型中,一次較高能量碰撞導致大量物質蒸發和熔化,從而促使地球和月球的形成。

最初地球自轉一週僅需要幾個小時,地球旋轉軸朝向太陽,因爲此次碰撞將產生比流行觀點更多的能量,地球和碰撞天體的物質都混合在一起。因此地球和月球包含的物質成分是相同的,從而解釋了爲什麼地球和月球存在類似的成分。

研究人員指出,透過潮汐引力角動量將逐漸消散,月球將遠離月球,直至抵達一個叫做“拉普拉斯行星過渡”的位置,此時地球對月球的引力作用不及太陽的引力作用重要,這將導致地月系統中的一些角動量過渡至地日系統。

研究小組建造的計算機模型顯示,月球以一個高角環繞地球執行,或者說是與地球赤道保持一個軌道傾角。經過數千萬年,月球持續緩慢地遠離地球,最終抵達第二個過渡位置——“卡西尼轉換點”,指出月球軌道和地球赤道之間存在着一定的角度,大約5度。

斯圖爾特教授認爲,這項最新理論解釋了月球軌道和成分,這與一次大型天體碰撞事件密切相關,並證實期間沒有其它因素的干預影響。

目前,這項最新研究發表在近期出版的《自然》雜誌上。