月球形成的新理论(图)

【看中国2013年07月09日讯】科学家认为，形成月球的大撞击是发生在快速自转的地球上，并且撞击后地球可藉著与月球和太阳间的重力交互作用而逐渐减速，达到现在的状态。

大撞击说是目前最主流的月球形成理论[注1]，它能说明地球与月球的质量、与两者间的角动量守恒；然而，却无法说明两者在化学成分的相近，比如两者的氧同位素比与钛同位素比上几乎完全相同。因为，在大撞击的模拟结果显示，撞击后形成月球的物质，主要来自撞击地球的星体，而这个星体的化学成分，根据现有的行星演化模型来看，会与地球有明显的差异。

月球形成的新理论（来源：科景/看中国配图）

哈佛大学的地球与行星科学家M. Cuk与S. T. Stewart提出大撞击的修正版本，他们认为，若大撞击时的地球自转速率比较快，就有机会抛出更多地球物质来形成月球。在实验中，他们将撞击前地球原先每天4-5小时的转速，调高到每天2-小时，研究论文已发表在Sciencexpress上。

实验结果显示，提高地球的自转速率，的确能增加形成月球的机会。不过，每天2-3小时的转速是否合理呢？科学家说明，根据先前的大撞击研究，若地球在晚期经历多次大碰撞，转速很容易就高于每天4小时，不过，每天2小时的转速则是极限，再快一点，地球重力就无法保持自身的稳定。

除此之外，哈佛大学的科学家发现，在大撞击后，地球往往仍保有高转速，但是，之后会藉著出差共振（evection resonance） [注2]逐渐将部分的角动量藉月球转移给太阳，让地球减速，使得地月间的角动量演化到目前的状态。

这个新的大撞击理论，解释了地球与月球间的化学成分相似之谜，同时也开启其他的可能性。比如，在同期的线上期刊中，美国西南研究所的行星科学家R. M. Canup提出另一个假说，他认为若碰撞后过多的角动量可以转移给太阳，那么只要当时与地球撞击的星体，比原本预期的还要大，约略是火星质量的4-5倍、或现在地球的一半质量，亦可以说明地月间的相似化学成分。

究竟月球如何形成？还需要更多的证据与研究。