在整個太陽系中,沒有什麼比地球和月球更好的了。其他行星要么有多個衛星,要么根本沒有,但我們的世界及其巨大衛星的質量比是相當獨特的。
因此,我們不尋常的月球起源問題是行星演化的問題之一,旨在找出各種行星-月球配置的路徑。目前,主流理論是月亮是地球的或其?在太陽系的同一區域由相同的材料誕生。
新的研究對這個概念提出了挑戰,表明月球可能會被採用,誕生在太陽系的其他地方,但後來被地球引力的力量所擁抱。
賓州州立大學的天文學家達倫威廉斯和麥可祖格分析了一些數據,發現像地球這樣的類地行星有可能透過重力捕獲衛星,因此這可能是我們今天觀測到的地月系統的起源。
我們有大量證據表明地球和月球是由相同的基本材料製成的。如果它們是由相同的物質形成的話,這兩個物體的礦物成分幾乎是相同的。
巨大撞擊假說是對這種相似性的普遍解釋:撞擊地球,產生的碎片重新凝聚成行星和月球。
還有其他方法可以使這兩具屍體具有相同的成分。它可能是在一個蒸發的行星的雲層中形成的,,或者它可能是由與地球相同的圍繞太陽運行的塵埃雲同時形成的。
但正如我們在太陽係其他地方所看到的那樣,獲得月球的方法不止一種。如果兩個物體以正確的角度和速度相交,它們就會透過重力結合在一起,並最終進入穩定的長期軌道。
可能與地球和月球相關的特定場景稱為二進制捕獲。在這種情況下,兩個已經透過引力結合在一起的物體經過了第三個物體。這第三個物體捕捉了雙星對中的一個成員,將它們分開並保留了雙星伴侶。
我們知道太陽系中有很多雙星物體;甚至, 例如。甚至有證據顯示這種三體引力交互作用產生了二元捕獲,與海王星衛星海衛一。海衛一繞海王星的方向與海王星其他衛星的方向相反,角度也不同,這表明它是從柯伊伯帶中脫離出來並進入不穩定的海王星軌道的。
威廉斯和祖格說,月球繞地球運行的軌道並不像碎片雲起源所預期的那樣與赤道完全對齊。因此,他們進行了一系列數學建模,以確定月球大小的物體是否可以被地球大小的物體捕捉。
根據他們的計算,地球可能捕獲了更大的東西?水星甚至火星大小的物體?儘管軌道不會穩定。但月球大小的物體最終可能會進入橢圓軌道,隨著時間的推移,軌道會變得更加圓形,並最終開始以與月球相同的速度漂移。現在,大約。
所以,這是可能的。但這有可能嗎?還有其他屬性嗎?例如礦物和同位素的相似之處?這比捕獲場景所允許的更符合兩個機構之間更密切的關係。
但它為我們提供了一條探索和研究的途徑,不僅可以幫助我們了解我們自己的星球,還可以幫助我們了解此類系統如何在其他地方的其他恆星軌道上形成。由於月球被認為扮演了在生命演化中發揮重要作用在地球上,這可能有助於我們在銀河係其他地方找到適合居住的世界。
“沒有人知道月球是如何形成的”威廉斯說。 「在過去的四十年裡,我們對於它是如何到達那裡的只有一種可能性。現在,我們有兩種。這為進一步研究打開了一個新問題和機會的寶庫。”
該研究發表於行星科學雜誌。