天文學家用超級電腦模擬去破解月球形成之謎
一項新的超級電腦模擬結果顯示，大約四十五億年前，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。
英國科學家製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衝擊假設。根據理論，直徑約六千一百公里的泰婭撞入直徑為12,741公里的地球，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。
英國對衡大學（Durham University）與格拉斯哥大學合作，在高性能電腦設備上進行模擬。研究人員追蹤了碰撞發生後四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，將兩個物體合併在一起；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，產生了一塊自重力的物質，質量約為月球的八成；將少量自旋添加到模擬中後，則創造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證明可以安放在撞擊後地球周圍的軌道上，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，儘管模擬結果並不是月球起源的確定證據，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。
【圖：對衡大學；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】 研究全文刊登在2020年12月4日出版的英國《皇家天文學會月報》
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