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“大碰撞”假说

2019-12-05 月球

“大碰撞”假说
美国科学家本兹、斯莱特里,以及卡梅伦,于1986年3月在美国休斯顿举行的一次月亮和行星讨论会上,提出了一个崭新的、摆脱了上述三种假说框框的月球成因假说。该假说认为:在太阳系早期,行星际空间有大量的“星子”,星子经过碰撞、吸积而逐渐变大。大约在相当目前地—月系统存在的空间范围内,形成了一个质量大约相当于现在地球质量9/10的原始地球,和一个火星般大小的天体。这两个天体在各自的演化中,均形成了以铁为主的金属核和以硅酸盐组成的幔和壳。由于这两个天体相距不远,一个偶然的机会,这两个天体发生了碰撞,剧烈的碰撞不仅使地球的轨道发生了偏斜,而且使火星般大小的撞击体碎裂,壳和幔受热蒸发,膨胀的气体“裹胁”着尘埃飞离地球。这些飞离的物质中还包括少量的地幔物质。火星般大小的天体碰撞后,被分离的金属核因受胀飞离的气体阻碍而减速,被吸积在地球上。飞离的气体尘埃受地球的引力作用,一部分处于洛希极限内,一部分落在洛希极限外,呈盘状物出现。位于洛希极限外的物质通过吸积,先形成几个小天体,最后不断吸积,像滚雪球似的,形成了月球。
这一新的“大碰撞”假说,在某种程度上兼容了三种经典假说的优点,并得到了一些地球化学、地球物理实验的支持。
由于大碰撞假说认为,月球是撞击后飞离的物质凝聚而成,这样就不必要求月球的运行轨道非要与地球赤道面重合不可。此外,由于月球的大小取决于飞离物质的多少,因此也不必考虑为什么地、月的质量比远大于其他行星和它的卫星了。
从物质组成看,由于该假说认为月球是由碰撞体和少量地幔组成的,这就了月球密度为什么较低,役有像地球那样的金属核。另外由于碰撞所产生的高温使易挥发的元素蒸发掉,从而也解释了月球上为什么富集难熔元素,而缺少易挥发元素。
目前,大碰撞假说还未得到天文学家的普遍承认,需要进一步改进和完善。这需要做很多工作。
天文学家无论是在讨论经典假说还是大碰撞假说时,都把月球看做是地球的一颗卫星,而不久前有人提出了一个新奇的观点,认为月球原来是太阳系的一颗行星。