它可能是我们每天晚上仰望的夜空的一部分,但月球的起源仍然是一个谜,几个世纪以来一直让科学家们摸不着头脑。
早在20世纪80年代,专家们就认为月球是与原行星忒伊亚爆发碰撞的结果,但一项新的研究表明,情况可能并非如此。
宾夕法尼亚州立大学的研究人员认为,月球最初是“地球双星”的一部分,即一对相互绕轨道运行的岩石物体。当其中一块岩石在地球引力范围内时,它被拉入轨道,这一过程被称为二元交换捕获,而另一块岩石则被发射到太空中。
首席研究员达伦·威廉姆斯教授说:“没有人知道月球是如何形成的。”“在过去的40年里,我们有一种可能来解释它是如何出现的。现在,我们有两个了。”
1984年在夏威夷举行的科纳会议上,科学家们对这个问题达成了共识。
在研究了美国宇航局阿波罗任务带回的800磅(363公斤)月球物质后,分析发现月球的化学成分与地球相似(但不相同),这一发现使这一理论流行起来。
考虑到这一点,得出的结论是,月球是由天体撞击地球时碎片脱落而形成的。
然而,这个理论并不是万无一失的,因为威廉姆斯教授和他的合著者指出,如果月球是由一圈碎片塑造成一个球体的,那么它应该在赤道上方运行。
但考虑到月球的轨道实际上与赤道面相差7度左右,情况并非如此。
这就是专家们转向二元交换捕获的地方,这意味着地球在它们经过的时候把两块岩石中的一块拉了进来,威廉姆斯教授引用海王星最大的卫星海卫一来重申他的观点。
该理论称,柯伊伯带中十分之一的天体被认为是双星,也就是海卫一被拉入海王星的地方。
海卫一和月球的一个共同点是,它们的轨道都是倾斜的——海卫一与地球赤道的距离为67度。
科学家们特别计算出,地球可能捕获了一个占其总质量1%到10%的物体,从数学上看来,月球也有这种可能性。
此外,他们发表在《行星科学杂志》上的研究结果得出结论,月球的质量在地球质量的1.2%范围内。
(不过需要注意的是,这对行星双星必须以低于6700英里每小时(10800公里)的速度在距离地球80000英里(128,750公里)的范围内经过,考虑到所有因素,这是相当慢的)。
到达月球后,尽管速度缓慢,但这并不能阻止月球的轨道变成椭圆形,但潮汐力会影响它的发展。
据认为,潮汐会落后于月球围绕地球的快速轨道,但由于其引力的作用,潮汐会减慢月球的轨道。
现在想象一下,几千年后,结果,它会发展成我们今天熟悉的规则和圆形轨道。
“今天,地球的潮汐在月球之前,涨潮加速了轨道,”威廉姆斯教授说。“它给了它一个脉冲,一点点推动。随着时间的推移,月球会漂移得更远一些。”
由于远离太阳和地球的引力,月球每年都会漂移约3厘米。
这个理论的一个优点是它为月球倾斜的轨道提供了一个解释,也证明了为什么在月球上和我们在地球上发现了特定的同位素。
然而,这个理论需要几个“不可信的事件”同时发生——所以专家们很难证明。
话虽如此,威廉姆斯教授认为二元交换捕获是一种可行的可能性,应该进一步研究和探索。
特别是因为研究人员认为,行星双星在早期太阳系中可能更常见,并且有可能创造了月球。
威廉姆斯教授总结道:“这为进一步研究开辟了新问题和机会的宝库。”
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