模拟表明月球可能在几个小时内形成

人们认为，月球是由地球与一个大天体碰撞而被喷射到太空中的物质出现的。对那场古老灾难的新的详细模拟表明，这个过程可能不会超过几个小时。

根据现代概念，月球形成于大约 45 亿年前，是年轻地球与原行星 Theia 碰撞的结果，原行星 Theia 的大小达到了今天的火星。撞击将两个天体的物质提升并混合，其中一部分最终进入近地轨道并逐渐放下卫星。然而，新的模拟表明，这个过程可以发生得更快——实际上只需几个小时。达勒姆大学的科学家在《天体物理学杂志快报》上发表的一篇文章中对此进行了描述。

月球土壤样品的同位素组成与地球接近。这表明卫星的地壳主要由地球上层的物质形成。从已故的 Theia 身上，Luna 得到了一小部分，尽管她的遗体可能保存在肠道的更深处。此外，撞击应该将物质抛到远远超出罗氏极限的地方，低于这个极限，月球就会被地球引力场的潮汐力摧毁，甚至在它有时间形成之前。现有的碰撞场景很难解释这两个事实。

因此，Jacob Kegerreis 和他的同事使用了新的 SWIFT 模型，这使他们能够模拟大量物质发生的复杂的引力和流体动力学过程。对于计算，科学家们使用了 COSMA 超级计算机，它模拟了数百种碰撞选项：在不同的角度、不同的速度和两个天体的旋转。模拟分辨率达到 1 亿个粒子，比平时高出几个数量级。

研究表明，由于地球和忒伊亚的碰撞，两团喷射物质出现在轨道上。较大的那颗的引力可以迅速将较小的那颗推入一个更遥远、更稳定的轨道。他自己跌破了罗氏极限，被摧毁了。整个过程耗时数小时，最终形成了具有所有主要特征的月球，包括宽阔的轨道、主要由地球物质组成的薄地壳和部分熔融的内部。

为了验证这些结论，将允许分析不是从表面而是从卫星深处获得的月球物质样本。这是NASA Artemis 计划下正在准备的未来任务所面临的挑战。“我们对月球的外观了解得越多，我们就越能更好地了解地球的演化，”这项新工作的作者之一文森特·埃克教授说。“它们的历史紧密相连，并且可能反映在其他行星的历史中，这些行星因类似或完全不同的碰撞而发生深刻变化。”