月亮的起源故事并没有加起来。大多数科学家认为,大约45亿年前的太阳系最早的日子形成的月亮是在太阳系中形成的,当时火星大小的原子星球称为Theia进入年轻地球。碰撞将两全其世界的碎屑扔进轨道,瓦砾最终混合并组合形成月球。
如果发生这种情况,科学家们期望theia的贡献会给月亮与地球的不同。然而,对月球岩石的研究表明,地球及其月亮在组成上是相同的。这一事实将扳手带入了行星上的行星影响叙事。
研究人员一直在探索其他情况。也许Theia的影响从未发生过(没有直接的证据表明萌芽的星球曾经存在)。科学家们提出,与其进行一次巨大的碰撞,而是提出一系列影响很大程度上是由陆地物质产生的。那些迷你卫星随着时间的流逝融合在一起,形成一个大月亮。
“多种影响更有意义,”以色列韦兹曼科学学院的行星科学家拉卢卡·鲁弗(Raluca Rufu)说。 “您不需要这个特殊的影响力就可以形成月球。”
但是Theia还不应该留在切割室的地板上。新的研究表明,地球和Theia在很大程度上是由相同种类的材料建造的,因此具有类似的组成。这种观点没有在月球上没有“其他”材料的迹象,因为关于Theia的没有什么不同。
加州大学洛杉矶分校宇宙主义者爱德华·杨(Edward Young)说:“我绝对是这两个相反的想法之间的围栏。”确定哪个故事是正确的,将需要更多的研究。扬说,但是答案将为早期太阳系的演变提供深刻的见解。
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月亮是一个奇怪的球。太阳系的大多数卫星都在天然气巨型行星中出现。火星是唯一的其他带有轨道卫星的陆地行星。它的卫星,Phobos和Deimos很小,而普遍的解释说它们可能是红色星球的重力捕获的小行星。对于这种情况,地球的月亮太大了。如果月亮从其他地方(类似小行星)进入,它可能会坠入地球或驶入太空。 1800年代的另一种解释表明,月球形成的材料从一个快速旋转的年轻地球上飞来,就像从控制旋转的旋转木马中扔掉的孩子一样。但是,当科学家们计算出所需的旋转速度不可能快的时候,这个想法就失利了。
在1970年代中期,行星科学家提出了巨大的影响假设和神秘的行星大小的撞击者(2000年为Theia命名为Theia,是Moon Goddess of Moon Goddess Selene的希腊神)。鉴于早期的太阳系就像是宇宙台球游戏,巨大的太空岩石经常碰撞,这一想法是有道理的。
2001年对阿波罗任务期间收集的月球岩石的研究对巨型影响假设产生怀疑。研究表明,地球和月亮具有令人惊讶的相似性。为了确定岩石的起源,科学家衡量了氧同位素的相对丰度,在犯罪现场的作用类似于手指。科学家发现,来自地球及其月亮的岩石看似相同的氧同位素混合物。如果月球的大部分材料来自Theia而不是地球,那是没有意义的。使用冲击模拟,Rufu及其同事最近估计,造成地球样的月球成分的碰撞的机会非常苗条。
对阿波罗岩石(例如钛和锆等)中其他元素的研究也表明,地球和月亮起源于相同的材料。 Young及其同事最近使用最新技术重复了氧同位素测量甚至在地球和月球之间遇到丝毫差异。 2016年1月,该团队发布了结果科学。扬说:“我们将氧气测量到可用的最高精度,而且天哪,地球和月亮看起来仍然相同。”
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完美匹配
月球材料和陨石中称为enstatite软骨(阴影黄色)的氧同位素的混合物令人惊讶地与地球岩石(蓝线)相似。其他太阳系材料在很大程度上具有不同的同位素混合物。

资料来源:N。Dauphas/自然2017
一些科学家已经建立了对巨型Theia的模拟,该巨人主要是由月亮制成的,主要是由地面材料制成的。但是,这些场景努力与地球系统的现代位置和运动相匹配。
一些科学家认为,现在是时候在巨大的影响盒子之外思考了。不是一个,但许多影响导致了月球的形成,Rufu及其同事在1月9日提议自然地球科学。他们说,月亮具有地球状的成分,因为大多数材料从这些影响中涌入轨道。
迷你月亮合并
多影响的假设于1989年首次提出,尽管当时的科学家没有计算机能力来运行可以支持它的模拟。 Rufu及其同事最近通过计算机模拟了多个影响器的计算机模拟,每个撞击器的计算机模拟大约是地球质量的十分之一到十分之一。
任何直接命中的影响器都会将大量能量转移到地球上,将陆地物质挖掘到太空中。模拟显示,来自每种冲击的碎片总结了几个世纪以形成一个小月亮。随着越来越多的震撼地球在数以百万年的时间内摇摆,形成了更多的月亮。重力将卫星拉在一起,将它们结合在一起。根据这种情况,在大约1亿年中,大约20个迷你卫星最终合并成一个强大的月亮(SN在线:1/9/17)。
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做卫星
多影响的假设说,几个小击中将陆地材料送入轨道,最终形成了我们的大月亮。
第一个撞击催生了圆形的碎片。几个世纪以来,材料将其拉到一个迷你月亮中。
超过数千万年的影响和许多影响,大约有20个月球在地球周围绕着,形成一个大月亮。
研究人员指出,多月份的解释在模拟中产生了合适的月球混合物,大约20%的时间,比巨型影响假设的1-2%要好得多。鲁弗说:“最大的收获是,您不能一枪解释一切。”
行星科学家罗宾·卡普(Robin Canup)发现了令人信服的场景。 “对我来说,这似乎是一个真正的竞争者,与一个大的影响力假设并驾齐驱,”科罗拉多州博尔德西南研究所的Canup说。
不要打折Theia
但是Theia假设最近发现了新的支持。新的化学分析表明,这些类似于地球的成分足以产生地球状的月亮的几率可能比最初想象的要高得多。构成地球的大多数材料来自与称为enstatite软骨的陨石类型的来源,芝加哥大学的行星科学家尼古拉斯·多巴斯(Nicolas Dauphas)在1月26日报告自然。
就像氧气一样,地球岩石中其他各种元素的同位素混合也是岩石起源的指纹。其中一些元素是铁恋者,例如唯一的唯一元素,它们迅速朝着地球富含铁的核心下沉(SN:8/6/16,p。 22)。在地幔中发现靠近地球表面的任何钌都可能在地球发展中到达。铁不相关的元素(例如钙和钛都不会沉入核心;他们留在地幔中。他们的同位素记录了更长的时间内进入地球大会的原因。通过一起查看铁素器和铁型元素,Dauphas创建了一个时间表,即在地球质量和何时添加了什么类型的太空岩石。

Dauphas说,混合了不同的岩石,包括一些类似于Enstatite软管陨石,提供了地球质量的前60%。剩余的平衡几乎完全来自陨石的前体。 Dauphas估计,总共约四分之三的地球质量来自与Enstatite软管相同的材料。如果Theia在与太阳与地球相同的距离范围内形成,则主要由同一材料形成,因此具有相似的同位素组成。因此,如果月亮在很大程度上是由Theia形成的,那么月球岩石也将与地球具有类似的成分。
“我认为,如果您承认伟大的影响力的材料与[早期]地球的材料没有什么不同,那么解决了大多数问题。” “这是最简单的假设”,这意味着内部太阳系中发芽的行星吞噬的材料在组成中相当均匀,从而深入了解建造太阳系的材料的布置。
地球运动员理查德·卡尔森(Richard Carlson)说,地球的理查德·卡尔森(Richard Carlson)在华盛顿特区,地球上的同位素和陨石可能匹配,地球是用与Enstatite Ondrites相同的材料制成的观念。但是元素本身的相对丰度并没有卡尔森在1月26日的评论中写道自然。他说,需要在过程中进行额外的一步来解释这种构图不匹配,例如硅的某些元素被藏在地球核心中。
加利福尼亚大学戴维斯分校的行星科学家莎拉·斯图尔特(Sarah Stewart)说:“我们现在有很多新想法,现在我们需要对其进行测试。”
最近提出的对月球形成的测试是基于温度的,尽管它似乎与两个起源故事一致。一项将月亮的化学与核爆炸玻璃进行比较的新研究表明,月球成立期间或之后的温度达到了1400°摄氏1400°摄氏。这意味着任何合理的月球形成场景都必须涉及如此高温研究人员报告2月8日科学进步。

高热量导致岩石浸出锌的轻质同位素。研究合着者和地质学家詹姆斯·戴(James Day)说,加利福尼亚州拉霍亚的斯克里普斯海洋学研究所的研究合着者和地质学家詹姆斯·戴(James Day)说,在1945年在1945年的三位一体核试验中锻造的绿色玻璃在加利福尼亚州拉霍亚的光线下。他说,在月球形成期间或之后,这种高温与巨大的影响假设相吻合。但是Rufu计算出她的多影响假设也产生了足够高的温度。
因此,也许温度无法解决辩论,但是探测地球和月球深处的构成可以证明Mini-moon的解释正确。她预测,如果没有一次巨大的碰撞,两个世界的内部可能没有很好地混合在一起。 Dauphas说,测量其他行星的组成可能会使他的类似地球的Theia提议信任。他说,水星和金星也将主要由与地球相同的材料形成,因此也具有类似地球的构图。对太阳系居民的未来研究可能会确认或排除这些预测,但这需要新的探索章节。
本文发表于2017年4月15日科学新闻标题:“地球如何获得月亮:标准编队故事可能需要重写。”