研究表明年轻地球可能从太空捕获了月球

根据《行星科学杂志》发表的一篇新论文，月球可能是在年轻的地球和类地双星(月球和另一个岩石物体的系统)近距离接触时被捕获的。

从 1969 年到 1972 年，阿波罗宇航员在六次登月任务中收集了超过 360 公斤(800 磅)的月球岩石和土壤。

对该物质进行化学和同位素分析表明，它与地球上的岩石和土壤相似：富含钙，玄武岩，可追溯到太阳系形成后约 6000 万年。

利用这些数据，1984 年齐聚夏威夷科纳会议的行星科学家们达成共识：月球是由年轻地球碰撞后的碎片形成的。

宾夕法尼亚州立大学教授达伦·威廉姆斯说：“科纳会议为未来 40 年树立了典范。”

“但问题仍然存在。例如，由行星碰撞形成的卫星，其形状为碎片聚集成环，应该在行星赤道上方运行。地球的月球在不同的平面上运行。”

“月球与太阳的连线比与地球赤道的连线更紧密。”

“在替代的双星交换俘获理论中。地球引力将双星分离，捕获其中一个物体——月球——并使其成为在其当前平面上运行的卫星。”

“有证据表明这种情况在太阳系的其他地方也发生过。”

“该领域最流行的假设是，海卫一(海王星最大的卫星)被柯伊伯带拉入轨道，而柯伊伯带中每 10 个天体中就有一个被认为是双星。”

“海卫一沿着逆行轨道绕海王星运行，与海王星自转的方向相反。”

“它的轨道也明显倾斜，与海王星赤道呈 67 度角。”

威廉姆斯教授和宾夕法尼亚州立大学的迈克尔·祖格教授确定地球可以捕获一颗比月球还要大的卫星——一个水星甚至火星大小的物体——但由此产生的轨道可能并不稳定。

问题在于，“捕获”轨道——月球所遵循的轨道——开始时是一个细长的椭圆形，而不是圆形。

随着时间的推移，受极端潮汐的影响，轨道形状发生了变化。

“今天，地球潮汐领先于月球，”威廉姆斯教授说。

“涨潮会加速轨道。它给它一个脉动，一点点推动力。随着时间的推移，月球会漂移得更远一些。”

如果月球距离地球更近，则效果会相反，就像被捕获后立即出现的情况一样。

通过计算潮汐变化和轨道的大小和形状，研究人员确定月球最初的椭圆轨道在数千年的时间里收缩了。

月球轨道也变得更加圆形，沿着其路径旋转，直到月球自转锁定在其绕地球的轨道上，就像今天这样。

威廉姆斯教授说：“在那时，潮汐演变可能发生了逆转，月球开始逐渐漂走。”

“每年，月球都会远离地球 3 厘米。目前月球与地球的距离为 385,000 公里(239,000 英里)，因此月球会受到太阳引力的显著拉扯。”

“月球现在距离地球太远了，太阳和地球都在争夺它的注意力。两者都在拖拽着它。”

研究小组的计算表明，从数学上讲，双星交换捕获卫星的行为可能与月球的行为相似。但他们不确定月球是如何形成的。

“没有人知道月球是如何形成的，”威廉姆斯教授说。

“在过去的四十年里，我们对于它是如何到达那里只有一种可能性。”

“现在，我们有两个了。这为进一步研究打开了新的问题和机会的宝库。”

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