哈佛團隊提出最新理論模型闡述月球起源

【本刊訊】關於月亮形成的過程可謂眾說紛紜,最新研究發現,其可能肇因於形變(shapeshifting)後的地球本身。約莫45 億年前的一次大爆炸,使得地球向外迸發出沸騰的旋轉雲霧,這個如受擠壓般的甜甜圈外殼有著蓬鬆的邊緣,新的模型似乎暗示其為月亮形成的原因。

科學界長久以來認為,月球的行程主要來自火星大小的星體「忒伊亞(Theia)」撞擊當時還年輕的地球,被擲入軌道中的碎屑熔岩成了現在的月球。按照這個邏輯來看,月球的主成分理論上要是忒伊亞星的岩塊,然而根據阿波羅月球岩石(Apollo moon rocks)證據表明其化石成分幾乎與地球如出一轍。

幾年前,一名哈佛研究生拉克(Simon Lock)在模擬早期地球影響時偶然發現了另一種可能性,過程中他們並未看到年輕地球被被碎片包圍,反之,它看起來更像受碰撞後汽化的地球,在加熱與旋轉後便成了果凍狀的甜甜圈。拉克曾表示,以前對於未知的星體之困惑,使得團隊陷入2年的撞牆期,其後他們開始拼湊線索。他們將此甜甜圈形狀大的泡泡稱作「聯合體(synestia)」,並認為大部分的行星與些許恆星可能在生命歷程裡產出這種東西,這樣的結構甚至可以永來解釋月球起源。

在攝氏3000度下,聯合體雖未出現表面,然其外圍有雲朵即熔岩定義其邊境,這些物質同時也是矽石雨(silica raindrop)的來源,整個結構中亦有大塊的碎片存在。若碎片裡的一些碎塊撞期在一起,那它們很有可能形成原始月亮;而相當於地球颶風所帶來降雨的10 倍機率,矽雨會聚集到月球之上、協助其成長。此後聯合體開始冷卻並聚縮,直到其規模小於月球軌道為止。這個理論模型也解釋了月球的化學組成為何與地球如此接近,唯該星球較缺乏如鉀或鈣等易蒸發的元素。

至於忒伊亞的大小,先前的觀點認為其要麼相當沉重、要麼相當迷你,只是無論為何都沒有什麼差異,拉克與團隊發現忒伊亞仍可在這個領域運行、進而形成聯合體,這意味著聯合體的行程相當容易。來自亞利桑那大學(University of Arizona)、並為研究作者之一的埃斯涅(Josh Eisnet)表示,此一研究的另一重點在於,衛星條件與可居住性可說是相輔相成的,如月球協助地球維持旋轉軸穩定,如此地球的氣候才不致冷熱不定,若銀河系中存在大量衛星,想必也存在著許多適宜居住的星球。

新聞來源:Shannon Hall, The moon may have formed in a vaporised, doughnut-shaped Earth, New Scientist, 2018/2/28.

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