新研究挑战了关于月球早期历史的既定理论

起源月亮多年来,一直是许多科学辩论的起因,但最近我们似乎已经达成了共识。数十亿年前,一个火星大小的物体撞上了地球,碎片聚集成了月球。

在接下来的亿万年里,新形成的月球慢慢地远离地球,但一项新的研究表明,公认的模型存在一些令人惊讶的细微差别。

根据目前的理论,月球形成于大约45亿年前,即太阳系诞生后不久。它始于早期地球与一颗名为忒伊亚的火星大小的原行星之间的大规模碰撞。

撞击将碎片送入地球周围的轨道,这些碎片最终合并形成月球。

有大量证据支持这一理论,主要是地球地幔和月球岩石的组成。

艺术家对早期太阳系的印象,在吸积盘中粒子之间的碰撞导致了小行星的形成,并最终形成了行星。这些早期的粒子为每个世界带来了原始的矿物质。(美国宇航局/JPL-加州理工学院)

大部分碎片云落回地球上,大部分形成了月球,但其中一些从地月系统中弹出。

最近由内华达大学的斯蒂芬·莱普(Stephen Lepp)和他的团队撰写,他们探索了从撞击中喷出的物质的动力学。

月球形成后不久,它以大约当前值的5%(平均距离 - 384,400公里)的距离绕地球运行,但由于地球和月球之间的潮汐效应,它慢慢地漂移到目前的高度。

它的表面主要是熔融的岩浆,逐渐冷却和凝固,形成了我们今天看到的熟悉的地壳、地幔和地核。

猛烈的轰炸使月球表面伤痕累累,撞击盆地和陨石坑,火山活动导致月球玛丽亚的缓慢形成。

月球围绕地球的轨道已经稳定成一个略呈椭圆形的轨道,偏心率为0.0549。它不是一个完美的圆,从地球 364,397 公里移动到 406,731 公里。

在地月系统的早期,这个系统并不那么稳定,吸积月球中的粒子有更不稳定的旅程。

2023 年 8 月 24 日的月球,由 Unistellar 用 eQuinox 2 望远镜观察。(南希·阿特金森)

描述演化轨道的术语之一是节点进动(其中轨道交叉点围绕轨道缓慢移动)。有两种类型,第一种与轨道中的粒子围绕地月系统的角动量矢量缓慢前进有关。

另一种发生在高度偏心的双星系统周围,当轨道物体的倾角很大时。粒子先于二元偏心率矢量。

考虑到地球和月球开始形成时碎片云中粒子的轨道,所描述的这种轨道将是不稳定的。

研究小组表明,在所有可能的粒子轨道中,极地轨道上的粒子是最稳定的。他们更进一步,表明在月球形成后,它们存在于地月双星系统周围。

随着地球和月球的分离通过潮汐相互作用慢慢增加,可能存在极地轨道的空间区域减少了。

今天,由于月球目前与地球的距离,由于太阳驱动的节点进动占主导地位,因此没有稳定的极地轨道

研究小组得出的结论是,极地轨道物质的存在可以驱动地球和月球等双星系统的偏心率增长。

如果大量的物质进入极地轨道,那么地月系统的偏心率就会增加。

本文最初由今日宇宙.阅读原文.

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