在整个太阳系中,没有什么比地球和月球更好的了。其他行星要么有多个卫星,要么根本没有,但我们的世界及其巨大卫星的质量比是相当独特的。
因此,我们不寻常的月球起源问题是行星演化的问题之一,旨在找出各种行星-月球配置的路径。目前,主流理论是是地球的或其– 由太阳系同一区域的相同材料诞生。
新的研究对这一观点提出了挑战,表明月球可能会被采用,诞生在太阳系的其他地方,但后来被地球引力的力量所拥抱。
宾夕法尼亚州立大学的天文学家达伦·威廉姆斯和迈克尔·祖格分析了一些数据,发现像地球这样的类地行星有可能通过引力捕获卫星,因此这可能是我们今天观测到的地月系统的起源。
我们有大量证据表明地球和月球是由相同的基本材料制成的。如果它们是由相同的物质形成的话,这两个物体的矿物成分几乎是相同的。
巨大撞击假说是对这种相似性的普遍解释:撞击地球,产生的碎片重新凝聚成行星和月球。
还有其他方法可以使这两具尸体具有相同的成分。它可能是在一个蒸发的行星的云层中形成的,,或者它可能是由与地球相同的围绕太阳运行的尘埃云同时形成的。
但正如我们在太阳系其他地方所看到的那样,获得月球的方法不止一种。如果两个物体以正确的角度和速度相交,它们就会通过引力结合在一起,最终进入稳定的长期轨道。
可能与地球和月球相关的特定场景被称为二进制捕获。在这种情况下,两个已经通过引力结合在一起的物体经过了第三个物体。这第三个物体捕获了双星对中的一个成员,将它们分开并保留了双星伴侣。
我们知道太阳系中有很多双星物体;甚至, 例如。甚至有证据表明这种三体引力相互作用产生了二元捕获,与海王星卫星海卫一。海卫一绕海王星运行的方向与海王星其他卫星的方向相反,角度也不同,这表明它是从柯伊伯带中脱离出来并进入不稳定的海王星轨道的。
威廉姆斯和祖格说,月球绕地球运行的轨道并不像碎片云起源所预期的那样与赤道完全对齐。因此,他们进行了一系列数学建模,以确定月球大小的物体是否可以被地球大小的物体捕获。
根据他们的计算,地球可能捕获了更大的物体——水星甚至火星大小的物体——尽管轨道不稳定。但月球大小的物体最终可能会进入椭圆轨道,随着时间的推移,轨道会变得更加圆形,并最终开始以与月球相同的速度漂移。现在,大约。
所以,这是可能的。但这有可能吗?还有其他特性——例如矿物和同位素的相似性——比捕获场景所允许的更符合两个物体之间更密切的关系。
但它为我们提供了一条探索和研究的途径,不仅可以帮助我们了解我们自己的星球,还可以帮助我们了解此类系统如何在其他地方的其他恒星轨道上形成。由于月球被认为扮演了在生命进化中发挥重要作用在地球上,这可能有助于我们在银河系其他地方找到适合居住的世界。
“没有人知道月球是如何形成的”威廉姆斯说。 “在过去的四十年里,我们对它是如何到达那里的有一种可能性。现在,我们有两种。这为进一步研究打开了一个新问题和机会的宝库。”
该研究发表于行星科学杂志。