月球到底從何而來?
它是我們夜空中看到的最明亮的東西。有12個美國人先後踏足於其之上,它也在愛情詩中變成了不朽的象徵。月球是我們堅定的夥伴,是在我們毫無休止地圍繞太陽軌道運行時,唯一圍繞我們的衛星。那麼,它到底是如何形成的?
人們認為太陽系中很多較小的衛星都是行星俘獲的星球,這些星體遊盪得離行星太近了,於是行星利用引力捕捉到了它們。但是,基於月球的尺寸,我們很難想像它也是因為同樣的理由而最終環繞著地球運行的。想要讓地球捕捉到一個巨大的月球,兩個天體都必須運行得很慢,碰撞其實更有可能發生。憑藉地球的引力,也不太可能有能力扣留月球這麼久的時間。圖為月球表面紋理。
早在1879年,著名博物學家查爾斯·達爾文的兒子,也就是天文學家喬治·達爾文提出了一個新主張。他認為地球和月球曾經是同一個星體,而月球是由旋轉的地球拋出的物質形成的。他說這將解釋為什麼月球每一年都在往離我們更遠的方向移動。到了1930年代,計算表明地球必須得按照一個無法想像的速率旋轉,才能甩下足夠多的物質來形成月球。
連生的想法認為在太陽系早期的時候,地球和月球都由新生太陽周圍的殘骸共同形成。對於雙星系統的觀察支持了這個觀點。如果兩個完全不同的恆星可以由同一團星雲形成,那麼兩顆星球在圍繞著同一個恆星的軌道中一起聯合形成至少也是可能的。不過,雖然月球和地球的氧同位素量可能是一樣的,它們的密度以及含鐵量都不一樣。圖為在阿波羅17號計劃中,當照片中宇航員哈里森·施米特在收集岩石樣本時,月球的塵土覆蓋了他全身。
我從月球表面的一些深色斑點來看,月球有些部分曾經是熔化的。月球也有一個很小的鐵核,比地球的地核要小得多,密度也更小。這也符合這個觀點,因為在碰撞的過程中,最輕的物質會被礽得最遠,把較重的物質留在了地球上。天文學家給提議中這個火星大小的碰撞物取了個名字,叫忒伊亞(Theia)。在阿波羅計劃中,宇航員們將成百上千的月球岩石樣本帶回了地球,用於科學研究。
人們通過電腦建模,企圖弄清為了形成現在的月亮,此次大碰撞應該有的樣子。以前找到的最佳模型似乎是忒伊亞以大約45度的角度向地球襲來,以相對來說較慢的速度側擊了地球。這次撞擊的殘骸主要由忒伊亞的殘餘物形成,這些殘骸再合併形成了月球。圖為阿波羅12號指揮官、美國國家航空航天局宇航員查爾斯·康拉德在回到地球上時拿著兩塊月球岩石。
但是,科學家們分析了從阿波羅計劃中帶回地球的月球岩石,似乎又讓之前建立的模型功虧一簣。如果在忒伊亞側擊地球時,忒伊亞擊碎的部分成為形成月球的主要成分,那麼月球應該有自己獨特的氧同位素。相反,月球的卻與地球的相匹配。圖為研究人員穿著特殊的防菌服,檢查著從阿波羅17號計劃中帶回來的月球樣本。
儘管我們已經仔細地觀察了這顆星球,關於月球到底是哪裡來的爭論還在激烈地進行著。圖為宇航員蒂姆·皮克在國際空間站上看見的月落。
※原本岌岌可危,是什麼讓它們「猴丁興旺」?
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