挑戰傳統月亮形成說,科學家:研究金星更快知道答案

作者 | 發布日期 2017 年 08 月 27 日 0:00 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

人們思念故鄉時望明月,暢快喝酒時也要邀明月,和人類相親相愛的月亮究竟是如何形成的,現在有越來越多新觀點在挑戰傳統的權威理論「大碰撞說」。研究人員認為月亮的起源可能不是來自忒伊亞星的碰撞,如果從和地球更相似的金星下手,或許能更快得到答案。可惜的是,人類目前並沒有金星的岩石樣本,只能不斷在小小的地球上設計各種新模型。



一般認為,月球形成於約 45 億年前,地球出現後不久。有關月球的起源目前有分裂說、捕獲說、地月同源說(攣生說)等各種假說,而最普遍認可的權威理論是「大碰撞說」:一顆火星大小的「忒伊亞」(Theia)星體與原生地球猛烈碰撞產生巨大衝擊,爆裂的碎片散入環繞地球的軌道,經由吸積作用形成月球。

只不過,大碰撞說仍很難和相關科學證據匹配,比如阿波羅計畫帶回來的月球岩石樣本,其同位素(註)特徵與地球相同,而不同於火星或是忒伊亞星;往後陸續發表的研究也表明,月球的鈦、鎢、鉻、銣、鉀等金屬元素同位素都與地球相同,這完全有悖於大碰撞說的預期。

雖然科學家試圖為大碰撞說找其他合理解釋,如這場撞擊混合了地球和月球形成時的揮發物質,可能導致兩個星體間的同位素混合均衡,但這種解釋仍有爭議。於是,科學家嘗試提出其他觀點,包括 Synestias 理論、小衛星理論等。

新理論向大碰撞說下戰帖

由加州大學戴維斯分校科學家薩拉·斯圖爾特(Sarah Stewart)和其學生西蒙洛克(Simon Lock)提出的「Synestias」理論,是指原生地球和忒伊亞星劇烈碰撞時會產生極大能量,足以使兩顆星球熔化,表面岩石並開始蒸發,這些徹底混合了忒伊亞星和地球物質的熔融氣態雲若旋轉速度快到超過維持衛星軌道所需的速度,就會形成一個如甜甜圈狀的聚合體,稱之為 Synestias,而月球便是這團蒸氣冷卻後凝結而成。

來自以色列魏茲曼科學研究所(Weizmann Institute of Science)的行星科學家盧卡·魯夫(Raluca Rufu)提出「小衛星理論」則認為,月球並非源於單次大撞擊事件,而是由多次碰撞形成的殘骸磁盤結合成多顆迷你衛星,經過 1 億年時間,約 20 顆小衛星受到重力吸引,一顆一顆「組裝」成現今看到的月球。

或者最簡單的,由芝加哥大學行星科學家尼古拉斯·多法斯(Nicolas Dauphas)指出,月亮或地球的組成其實都是來自宇宙相同的同位素均質儲層(isotopically homogeneous reservoir),這項理論很大程度上挑戰了人類對行星系統形成的認知。

種種新理論都在嘗試顛覆傳統大碰撞說,現在,科學家一致認為,別再指望火星可以解決疑問了,最好的答案或許可從和地球更像的金星找到。西蒙·洛克說,如果人類能從金星上得到一塊岩石,一切問題就能迎刃而解,可惜金星不在人類的優先探測清單上,科學家沒有金星岩石樣品、沒有和金星環境相同的模擬實驗,就只能在地球上不斷設計月球形成的新模型。

註:同位素分析就像人類的指紋辨識,太陽系中每顆行星體都有不同的同位素比例,就像世界上沒有人的指紋會與你完全相同。

(首圖來源:pixabay)