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月球起源理论认为,当中国的月球着陆器返回地球时,会发生巨大碰撞


天文学家在了解45亿年前早期地球和另一个大质量物体之间的巨大碰撞是如何形成月球的问题上迈出了一步。

由英国杜伦大学领导的科学家在狄拉克高性能计算设备上进行了超级计算机模拟,将一颗火星大小的行星——Theia——发射到早期的地球上。

他们的模拟产生了一个可能进化成类似月球的物体的轨道物体。尽管研究人员谨慎地表示,这并不是月球起源的决定性证据,但他们补充说,这可能是了解我们最近的邻居可能是如何形成的一个有希望的阶段。

月球被认为是在早期地球和忒亚的碰撞中形成的,科学家认为忒亚可能是我们太阳系中的一颗古老的行星,大约有火星那么大。

研究人员模拟了早期地球和忒亚在碰撞后四天内的物质轨迹,沐鸣测速地址然后在忒亚像球一样旋转之后进行了其他模拟。

根据忒亚最初自旋的大小和方向,与早期地球的模拟碰撞产生了不同的结果。在一种极端情况下,碰撞将两个物体合并在一起,而在另一种极端情况下,则出现了撞毁后逃逸的情况。

重要的是,在模拟过程中,忒亚没有加入自旋,产生了一个质量约为月球80%的自引力团块,而加入少量自旋后,又产生了一个类似月球的物体。

由研究人员进行的三维模拟,研究早期地球和火星大小的物体之间的碰撞如何导致月球的形成

撞击后形成的碎屑团落在地球周围的轨道上,并会随着环绕地球的碎片盘的清扫而增长。这个模拟团块也有一个小的铁核,类似于月球的铁核,外层由早期地球和忒亚的物质组成。

最近对阿波罗太空任务收集的月球样品中氧同位素比率的分析表明,早期地球和撞击物质的混合物可能形成了月球。

作者塞尔吉奥•Ruiz-Bonilla杜伦大学的博士研究员计算宇宙学研究所说:“通过添加不同数量的旋转在模拟忒伊亚,或者没有旋转,它给你一系列的不同的结果可能会发生在早期的地球遭受那些数十亿年前大量对象。

“令人兴奋的是,我们的一些模拟产生了这种相对比月球小不了多少的环绕地球的物质团块,在撞击后的地球周围有一盘额外的物质,这将帮助团块随着时间的推移而增大。”

“我不能说这就是月球,但它肯定是一个值得继续观察的非常有趣的地方。”

杜汉姆领导的研究小组现在计划进行进一步的模拟,改变目标和撞击者的质量、速度和旋转速度,看看这对潜在月球的形成有什么影响。

合著者、杜伦大学计算宇宙学研究所的文森特·艾克博士说:“我们得到了许多不同的结果,这取决于我们是否在锡亚撞上早期地球之前引入了自旋。”

“特别令人着迷的是,沐鸣测试速当忒亚没有自转或几乎没有自转时,与早期地球的撞击留下了一段碎片,在某些情况下,其中包括一个大到足以被称为原月球的物体。”

“很可能还有很多尚未被研究的碰撞,这些碰撞可能会让我们更接近了解月球最初是如何形成的。”

该小组的研究结果发表在《皇家天文学会月刊》上。

与此同时,据中国国家航天局消息,一艘携带月球岩石样本的中国航天器已经离开月球表面,开始了返回地球的第一阶段。

嫦娥5号是中国第三个登陆月球的航天器,但只是第一个再次起飞的航天器。嫦娥5号是中国空间计划一系列雄心勃勃的任务中的最新一个,该计划还载有一个前往火星的轨道器和月球车。

周二,嫦娥5号在月球近侧被称为风暴海的区域着陆。“嫦娥一号”的任务是收集约2公斤(4磅)月球岩石并带回地球——这是自1976年苏联航天器返回月球以来首次带回此类样本。在此之前,美国阿波罗宇航员已经带回了数百磅的月球岩石。

嫦娥5号的着陆点靠近一个被称为“拉姆克尔”(Mons Rumker)的岩层,人们认为那里的岩石可能比之前的月球任务所取回的要年轻数十亿年。

中国官员说,装有样品的太空舱将在本月中旬左右着陆。为了避免污染,太空舱被密封在一个特殊的罐子里。着陆地点计划在内蒙古草原,中国宇航员已经乘坐神舟飞船返回了那里。

在登月舱从月球表面升空之前,着陆器展开了被美国航天局称为第一面在月球上独立的中国国旗。该机构发布了一张显然是从着陆器上拍摄的照片,照片中火箭起飞时正在点火。

留在月球上的嫦娥5号着陆器模块,既可以从月球表面采集样本,也可以向下钻两米,取回可能为月球、地球、其他行星和空间特征的历史提供线索的材料。

嫦娥5号的明显成功再次引发了中国有朝一日将宇航员送上月球,并可能在月球上建立科学基地的讨论,尽管没有提出这类项目的时间表。