月球起源新理论：“大碰撞”事件决定组成物质与位置

　　新浪科技讯 北京时间11月4日消息，据国外媒体报道，在太阳系中，尽管月球距离我们很近，但我们对这颗岩质卫星的起源仍然未有定论。美国加州大学戴维斯分校科学家近日提出一种新理论认为，月球的组成物质以及现在所处的位置都是由一场“大碰撞”事件决定的。科学家的最新理论发表于《自然》杂志之上。

　　一个流行的理论认为，在太阳系形成晚期，即在“大碰撞”阶段，许多行星大小的炽热天体相互碰撞。一颗火星大小的天体擦过后来成为地球的天体，丢下了一大“块”物质，正是这块物质后来冷凝成为了月球。美国加州大学戴维斯分校科学家提出的新理论对“大碰撞”起源理论提出了更多详细的补充和合理的解释。

　　这次大碰撞事件产生了地月系统的角动量，并形成了早期一个地球日每天5小时。经过成千上万年的发展，月球慢慢远离了地球，月球和地球的自转也都开始渐渐变慢。科学家们通过对比月球现在的轨道以及地月系统形成初期时的轨道，计算出由两个天体之间的引力变化所引起的角动量的变化速度。

　　新理论对在“大碰撞”起源理论中存在的一些未解难题提出了合理的解释。其中一个问题是，月球的组成物质为什么与地球惊人的相似。这颗岩质卫星的组成物质几乎是与地球相同的。美国加州大学戴维斯分校地球与行星科学教授莎拉-斯图亚特表示，这与太阳系中的其它主要天体都明显不同。“太阳系中的其它所有天体化学成分都不相同。”“大碰撞”起源理论的另一个问题是，如果月球是由环绕地球赤道飞行的物质冷凝而成的，那么它应该在赤道上空的轨道上运行，但是月球现有的轨道与地球赤道之间有夹角，这就意味着肯定有某种额外的能量让它的轨道发生了位移。

　　莎拉教授与“搜寻地外文明”机构科学家马提亚-库克、马里兰大学科学家道格拉斯-汉米尔顿以及哈佛大学科学家西蒙-洛克等人开展合作研究，提出了一种替代模型。早在2012年，库克博士和莎拉教授就曾提出，地月系统的角动量变化可能是由地日系统引起的，从而在地月系统形成早期出现了一次更大能量的碰撞。在新模型中，一次大能量的碰撞导致大量的蒸发和熔化物质形成了地球和月球。最初，地球自转一天两小时，地轴指向太阳。由于这次碰撞的能量要大于流行理论中的碰撞能量，地球物质与撞击者的物质混合到了一起，因此地球和月球组成物质相同。

　　研究人员认为，角动量的变化是由于潮汐力的变化造成的。月球逐渐远离地球，直到到达“拉普拉斯平面过渡”，在这个位置上，地球对月球引力的重要性已经小于太阳对其引力的重要性，这就导致地月系统的角动量部分转移到了地日系统。莎拉等人所建立的模型显示，最初月球环绕地球的轨道与赤道有更大的夹角。经过数千万年的变化，月球继续缓慢远离地球，直到第二个过渡点“卡西尼过渡”，在这个位置上，月球基本上进入现在的轨道。

　　莎拉教授认为，新理论简明地解释了月球轨道的变化和物质组成都是在形成初期的一次大碰撞事件确定的。(彬彬)