月球形成的新理論(圖)

【看中國2013年07月09日訊】科學家認為，形成月球的大撞擊是發生在快速自轉的地球上，並且撞擊後地球可藉著與月球和太陽間的重力交互作用而逐漸減速，達到現在的狀態。

大撞擊說是目前最主流的月球形成理論[注1]，它能說明地球與月球的質量、與兩者間的角動量守恆；然而，卻無法說明兩者在化學成分的相近，比如兩者的氧同位素比與鈦同位素比上幾乎完全相同。因為，在大撞擊的模擬結果顯示，撞擊後形成月球的物質，主要來自撞擊地球的星體，而這個星體的化學成分，根據現有的行星演化模型來看，會與地球有明顯的差異。

月球形成的新理論（來源：科景/看中國配圖）

哈佛大學的地球與行星科學家M. Cuk與S. T. Stewart提出大撞擊的修正版本，他們認為，若大撞擊時的地球自轉速率比較快，就有機會拋出更多地球物質來形成月球。在實驗中，他們將撞擊前地球原先每天4-5小時的轉速，調高到每天2-小時，研究論文已發表在Sciencexpress上。

實驗結果顯示，提高地球的自轉速率，的確能增加形成月球的機會。不過，每天2-3小時的轉速是否合理呢？科學家說明，根據先前的大撞擊研究，若地球在晚期經歷多次大碰撞，轉速很容易就高於每天4小時，不過，每天2小時的轉速則是極限，再快一點，地球重力就無法保持自身的穩定。

除此之外，哈佛大學的科學家發現，在大撞擊後，地球往往仍保有高轉速，但是，之後會藉著出差共振（evection resonance） [注2]逐漸將部分的角動量藉月球轉移給太陽，讓地球減速，使得地月間的角動量演化到目前的狀態。

這個新的大撞擊理論，解釋了地球與月球間的化學成分相似之謎，同時也開啟其他的可能性。比如，在同期的線上期刊中，美國西南研究所的行星科學家R. M. Canup提出另一個假說，他認為若碰撞後過多的角動量可以轉移給太陽，那麼只要當時與地球撞擊的星體，比原本預期的還要大，約略是火星質量的4-5倍、或現在地球的一半質量，亦可以說明地月間的相似化學成分。

究竟月球如何形成？還需要更多的證據與研究。