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艺术家对月球形成事件的想象图。图片来源:美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院T.派尔
月球可能在造就其诞生的巨大撞击发生后的数小时内,便大体完整地形成了。
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地球拥有一个对它大小和在太阳系中的位置而言异常大的月亮,然而科学家们仍然没有完全理解这个伴星是如何形成的。现在,来自西南研究院和亚利桑那大学的研究人员使用先进的计算机模拟发现了大约45亿年前一颗火星大小的物体撞击地球时可能发生的事件的重要差异。
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发表在《天体物理学杂志快报》上的这些研究结果首次考虑了两个碰撞天体的物质强度。这一补充内容可能会改变科学家对月球形成撞击事件的重建方式,并最终可能有助于确定这次碰撞发生的时间范围。
我们发现,火星大小的原初月球的原有地质结构非常重要。前月球与行星实验室博士后研究员、现任职于SwRI的阿迪恩登顿表示,当你把地球和月球模拟为具有地质特性的碰撞天体时,这会改变月球在撞击过程中形成的方式——而这一点在过去曾被认为并不重要。
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由西南研究所牵头开展的新建模研究在模拟中纳入了物质强度因素,结果发现,在地球与一颗火星大小的天体发生巨大碰撞后,月球的形成机制发生了根本性变化。忽略物质强度的模拟(上图)产生一个碎片盘,月球随后逐渐从中吸积形成;而考虑物质强度的模拟(下图)则可能直接生成一个完整的月球。这两种情形通常分别对应于碰撞时行星温度较高(上图)和较低(下图)的情况,而温度差异又往往与碰撞发生的时间早晚相