起源多年来一直是科学界争论的焦点,但最近我们似乎达成了共识。数十亿年前,一个火星大小的物体撞击了地球,其碎片聚结成了月球。
新生的月球在接下来的数万年里缓慢地远离地球,但一项新的研究表明,公认的模型存在一些令人惊讶的细微差别。
根据目前的理论,月球形成于大约 45 亿年前,即太阳系诞生后不久。它起源于早期地球与一颗火星大小的原行星忒伊亚之间的大规模碰撞。
撞击产生的碎片进入围绕地球的轨道,最终聚结成月球。
有大量证据支持这一理论,主要是地球地幔和月球岩石的成分。
大部分碎片云重新落回地球,很大一部分形成了月球,但也有一部分被弹出了地月系统。
在里面纸内华达大学的斯蒂芬·莱普 (Stephen Lepp) 及其团队最近撰写了一篇文章,探讨了撞击中喷出的物质的动态。
月球形成后不久,它绕地球运行的距离约为现在的 5%(平均距离 - 384,400 公里),但由于地球和月球之间的潮汐效应,它慢慢地漂移到了现在的高度。
其表面主要是熔融的岩浆,逐渐冷却、凝固,形成了我们今天所熟悉的地壳、地幔和地核。
猛烈的轰击在月球表面留下了凹陷的撞击盆地和陨石坑,而火山活动则导致月海的缓慢形成。
月球绕地球运行的轨道已稳定为略呈椭圆形,偏心率为 0.0549。它不是一个完美的圆形,距离地球从 364,397 公里移动到 406,731 公里。
在地球-月球系统早期,系统并不太稳定,吸积月球中的粒子旅程更加不稳定。
描述轨道演变的术语之一是节点进动(轨道交点缓慢绕轨道移动)。节点进动有两种类型,第一种类型与轨道中的粒子缓慢绕地月系统角动量矢量进动有关。
另一种情况发生在偏心率极高的双星系统周围,此时轨道物体的倾角很大,粒子绕双星偏心率矢量进行进动。
考虑到地球和月球开始形成时碎片云中粒子的轨道,所描述的轨道是不稳定的。
研究小组发现,在所有可能的粒子轨道中,极地轨道的粒子是最稳定的。他们进一步指出,在月球形成后,它们就存在于地月双星系统周围。
随着地球和月球之间的距离通过潮汐相互作用逐渐增加,极地轨道可以存在的空间区域缩小了。
如今,月球与地球的距离已经很远,太阳驱动的节点进动占主导地位,因此不存在稳定的极地轨道
研究团队得出结论,极地轨道物质的存在可以推动像地球和月球这样的双星系统的偏心率增长。
如果大量物质进入极地轨道,那么地月系统的偏心率就会增加。