天文学家对月球起源有一个新的解释

天文学家对月球起源有一个新的解释

发布时间:2018-05-15    浏览量:5

这位艺术家的渲染表明,当一颗行星大小的物体相撞时,一个巨大的旋转甜甜圈蒸发的岩石形成了热熔融的月亮。联合体正在凝结以形成地球。这个月球起源的新模型回答了关于月球的组成与地球的组成相比如何的突出问题。 Sarah Stewart /加州大学戴维斯分校基于NASA渲染的图片。

em月球起源的新解释是,当我们的星球是一个沸腾的,旋转的汽化岩石云时,它形成在地球内部,称为一个联合体。 “新作品解释了月球的特征,很难用现有的想法来解决,”加州大学戴维斯分校地球和行星科学教授萨拉斯图尔特说。 “月球化学几乎与地球一样,但有一些差异,”她说。 “这是第一个可以匹配月球构图模式的模型。” / em

西蒙洛克希望改变你对月球的看法。哈佛大学地球与行星科学系的研究生洛克是一项研究的主要作者,该研究表明,月球 - 不是从碰撞后遗留下来的,而是从一个巨大的,一个联合体。

该研究与Lock共同撰写,由Sarah Stewart(加州大学戴维斯分校),Michail Petaev(哈佛大学),ZoëLeinhardt(布里斯托尔),Mia Mace(布里斯托尔),Stein Jacobsen (哈佛)和Matija Cuk(SETI)。

“关于月球如何形成的普遍接受的理论是,火星大小的物体与原地相撞,并将物质旋入轨道,”洛克说。 “那块大块落在一块圆盘上,后来形成了月亮。撞击后留下的身体是地球。这已经是大约20年的典范模式。“

出版物:Simon J. Lock等人,“地球中月球的起源synestia“,JGR,2018;这是一个引人注目的故事,Lock说,也可能不正确。

“在规范场景中获得足够的质量进入轨道实际上是非常困难的,并且可能能够做到的碰撞范围非常狭窄,”他说。 “只有一定程度的冲击角窗口和很小的尺寸范围......即使如此,一些影响仍然无法实现。”

“这项新工作解释了目前想法很难解决的月球特征,”加州大学戴维斯分校地球与行星科学教授斯图尔特说。 “这是第一个可以匹配月球组成模式的模型。”

更重要的是,他说,测试表明,地球和月球的同位素“指纹”几乎完全相同,这表明两者来自同一个来源。但在规范的故事中,月球主要来自相撞的两个物体之一的残余物。

整个过程发生得非常快,月球在几十年内从联合体出现,而地球形成了大约1000年

Lock和他的同事所描述的情景仍然以大规模的碰撞开始,但并不是创造一块岩石物质,它的影响创造了一个联合体。

“对此没有一个很好的解释,”洛克说。 “人们已经提出了关于月球如何能够减少挥发物的各种假设,但没有人能够定量地匹配月球的组成。”

进一步完善模型

“这很大,”Lock说。 “它可能是地球大小的十倍,并且因为碰撞中有如此多的能量,可能有10%的地球岩石被汽化,其余的则是液体......所以你从月球形成月球的方式是非常不同的。“

它从一个“种子”开始 - 少量的液体岩石聚集在甜甜圈状结构的中心。随着结构的冷却,汽化的岩石凝结并向下降向联合体的中心。一些雨水冲入月球,导致它增长。

“降雨的速度大约是地球上飓风的十倍,”洛克说。 “随着时间的推移,整个结构缩小,月亮从蒸汽中浮现出来。最终,整个宇宙体会凝聚,剩下的是一个旋转的液体岩石球,最终形成我们今天所知的地球。“

测试表明,月球远不足够丰富在地球上比较常见的许多挥发性元素 - 如钾,钠和铜 -

更重要的是,Lock说,它解决了月球创建的典范模型中的每个问题。由于地球和月球都是由同一块蒸发的岩石形成的,所以它们自然也有类似的同位素“指纹”。同时,月球上的挥发性元素缺乏可以通过以下事实来解释:月球由几十个蒸汽气氛,温度在4000-6000华氏度。

“基本上,这是能够解释并发症的第一个模型,并且能够定量地实现,”Lock说。 “这是形成月球的一种截然不同的方式。你不会想到在另一个身体内形成卫星,但这似乎是发生的。“

虽然模型似乎解决了关于月球创造的一些长期问题,但Lock表示这项工作仍处于初步阶段,还有更多的工作要做

“这是一个基本模型,”Lock说。 “我们已经完成了形成月球的每个过程的计算,并表明该模型可行,但我们理论的各个方面需要更多的审问。

“例如,当月球在这个蒸气中时,它对蒸气有什么作用?它如何扰乱它?蒸气如何流经月球?这些都是我们需要回顾和详细研究的所有事情。“

但是就像地球和月球之间的相似之处提出关于月球创造的公认故事的问题一样,他们的差异也是如此。

来源:哈佛大​​学Peter Reuell

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