
一项新的研究表明,在灾难性的撞击后可能立即形成月亮,从而撕毁了一块地球并将其投入太空。
自1970年代中期以来,天文学家认为月亮可能是通过碰撞之间的地球和一个古老的火星- 大小称为Theia的原理;巨大的影响会产生一个巨大的碎片场,我们的月球伴侣从中逐渐形成了数千年。
但是,基于超级计算机模拟以比以往更高的超级计算机模拟的新假设表明,毕竟,月亮的形成可能不是一个缓慢而渐进的过程,而是在短短几个小时内进行的。科学家于10月4日在杂志上发表了他们的发现天体物理日记信。
有关的:NASA说
雅各布·凯格里斯(Jacob Kegerreis)说,我们已经了解到,很难预测您需要可靠地模拟这些暴力和复杂碰撞的分辨率 - 您只需要继续进行测试,直到您发现提高决议的进一步停止使您获得的答案有所作为。”
科学家在1969年7月《阿波罗11号传教士》返回后获得了关于月球创造的第一线索NASA宇航员尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和巴斯·奥尔德林(Buzz Aldrin)带来了47.6磅(21.6公斤)的月球岩石和尘埃回到地球。这些样品的历史可追溯到约45亿年前,将月亮的创造在动荡的时期内约1.5亿年。太阳系。
其他线索指出,我们最大的自然卫星是由地球与假设星球之间的暴力碰撞所孕育的,科学家以神话希腊泰坦泰坦(Titan Theia)的名字命名,即塞琳(Selene)的母亲,月亮女神。这些证据包括在月球和地球岩石组成方面的相似之处。地球的旋转和月亮的轨道具有相似的方向;这两个物体的高棱角动量;以及在我们的太阳系中其他地方的碎屑存在。
但是,宇宙碰撞的发生方式正是为了辩论。传统的假设表明,随着Theia坠入地球,行星破坏的影响将Theia碎成了数百万块,将其减少到漂浮的瓦砾。 Theia的破碎遗体,以及一些从我们年轻星球的地幔中撕下的汽化岩石和气体,慢慢地混合到一个圆盘中,摩尔河的熔融球体融合并冷却了数百万年。
然而,图片的某些部分仍然难以捉摸。一个重要的问题是,为什么,如果月亮主要是由Theia制成的,那么它的许多岩石是否与地球上的岩石相似?一些科学家建议,地球上蒸发的岩石更多地用于创造月亮的岩石与粉碎的残余物相比,这个想法提出了自己的问题,例如为什么其他模型表明,月亮大部分是由瓦解的地球岩石造成的,与我们今天所看到的轨道大不相同。
为了调查碰撞发生后月球形成的不同可能的情况,这项新研究的作者转向了一个名为SPH的计算机程序,该程序具有相互依赖的细颗粒任务(SWIFT),该计划旨在密切模拟复杂且不断变化的引力和流体动力的网络,以大量物质作用。准确地做到这一点并不是简单的计算任务,因此科学家使用超级计算机来运行该程序:在达勒姆大学(Durham University)使用高级计算设施(DIRAC)的分布式研究中昵称Cosma(“宇宙学机器”的缩写)。
通过使用Cosma以不同的角度,旋转和速度模拟数百次地球碰撞,Lunar Sleuths能够对比以往更高的分辨率进行天文攻击的后果建模。这些模拟中的分辨率由模拟使用的粒子数量设置。根据Kegerreis的说法,对于巨大的影响,标准模拟分辨率通常在100,000到100万个颗粒之间,但是在新的研究中,他和他的研究人员能够建模高达1亿个颗粒。
“通过更高的分辨率,我们可以研究更多的细节 - 就像较大的望远镜如何使您拍摄更高分辨率的遥远行星图像或星系发现新的细节,”凯格里斯说。
他补充说:“其次,也许更重要的是,在模拟中使用太低的分辨率会给您带来误导甚至是错误的答案。” “您可能会想象,如果您用玩具块制造一辆模型车,以模拟汽车在撞车事故中的破裂方式,那么,如果您只使用几十个块,它可能只是在中间完美地划分。但是,随着数千或数百万美元的速度,您可能会开始使它皱眉并以更现实的方式破裂。”
高分辨率的模拟使研究人员的月球在数小时内从地球弹出的大块和破碎的Theia碎片中形成,提供了单阶段的地层理论,为月球可见特性提供了简洁而优雅的答案,例如其宽阔的倾斜轨道;它部分熔化的内部;和薄的外壳。
但是,研究人员将不得不检查从月球表面深处发掘的岩石和尘埃样品(NASA未来Artemis任务的目标),才能确认其披风的混合方式。
凯格里斯说:“甚至更多来自月球表面的样本可能对使月球构图和进化的新发现和更自信的发现非常有帮助,然后我们可以追溯到像我们这样的模型模拟。” “像这样的任务和研究以及许多其他人都稳步帮助我们排除更多的可能性,并缩小月球和地球的实际历史,并更多地了解整个太阳系的行星如何形成。”
这样的调查还可以阐明地球的形成方式并成为生命中的星球。
“我们越了解月球的发展,我们就越发现自己地球的演变,”研究的合着者Vincent Eke,Durham University副教授Vincent Eke,Durham University,在一份声明中说。 “他们的历史是交织在一起的,可以在其他行星的故事中被相似或完全不同的碰撞而变化。”