據《皇家天文學會月刊》發表的一項新的超級計算機模擬結果顯示,大約45億年前,月球可能是由於地球與火星大小的行星泰婭(Theia)碰撞而形成的。
英國科學家制作了一些模擬場景的動畫,每個動畫顯示泰婭以不同的自旋量接近地球的情景,描繪了從撞擊點散發出來的岩石碎屑的各種爆炸樣式,這些爆炸樣式最終可能會聚集成月球。
這些模擬基於天文學家通常所說的“大飛濺”理論或“巨大沖擊”假設。根據理論,直徑約6100公裡的泰婭撞入直徑為12741公裡的地球,在我們的星球周圍形成了一個碎片環,這些碎片環最終聚在一起形成了月球。
英國達勒姆大學與格拉斯哥大學合作,在DiRAC高性能計算設備上進行了模擬。研究人員追蹤了碰撞發生后4天來自地球和泰婭早期的物質。最終,模擬產生了一個有軌道的物體,它有可能演變成類似月球的物體。
模擬泰婭與早期地球的碰撞產生了不同的結果,這取決於泰婭最初旋轉的大小和方向,從根本沒有旋轉到像舞池球一樣旋轉,以及順時針旋轉還是逆時針旋轉。
在一種極端情況下,碰撞沿順時針方向最大旋轉,將兩個物體合並在一起﹔在另一種極端情況下,碰撞沿逆時針方向最大旋轉,則產生了兩個物體的刮擦。
在不向泰婭添加任何自旋的模擬中,產生了一塊自引力的物質,質量約為月球的80%﹔將少量自旋添加到模擬中后,則創建出另一個類似月球的物體,研究人員將之稱為“原型月球”。
模擬結果產生的團塊被証明可以安放在撞擊后地球周圍的軌道上,它會通過掃掠圍繞地球的碎片盤而增長。模擬團塊還具有一個類似於月球的小鐵芯,外層材料由早期的地球和泰婭組成。
研究人員表示,盡管模擬結果並不是月球起源的確定証據,但它們是了解我們最近的鄰居如何形成的研究進展。他們還計劃進行進一步的模擬,通過改變目標和撞擊器的質量、速度和旋轉速度,來了解其對潛在月球形成的影響。
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