月球本不该出现在这条轨道上,结果···

 

地球的天然卫星月球在太阳系是一个十分特殊的天体,日前科学家提出一种理论来解释月球为什么会存在于目前的位置,该理论对“大撞击”理论提出了挑战,相关的工作发表在10月31日Nature期刊上。...



出品:川陀太空

作者:中科院国家天文台逐星猎人 

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川陀军事讯  地球的天然卫星月球在太阳系是一个十分特殊的天体,日前科学家提出一种理论来解释月球为什么会存在于目前的位置,该理论对“大撞击”理论提出了挑战,相关的工作发表在10月31日Nature期刊上。

加州大学戴维斯分校教授、行星科学家、这篇论文的作者Sarah Stewart发现:月球与地球的成分组成相近,这些成分都是形成于很久以前的不稳定物质。而且在太阳系的行星---卫星系统中,月球相对于其绕行的行星的比例高于其他所有系统,所有太阳系的其他天体都有不同的化学组分,这些使得其不同于太阳系的其他天体。

关于月球形成的理论大多类似于此,后来太阳系的形成理论倾向于大撞击假说---两个行星大小的天体发生撞击。一个火星大小的星球撞击了地球,从地球抛射出月球系统,导致早期地球的一天只有五个小时。此过程之后,月球彻底脱离地球,按照每天24小时的周期绕着地球运转。科学家通过观测现在月球的轨道,计算出地月系统的角动量是如何快速地在二体之间潮汐作用下快速转换。
但是经典理论仍然存在一些问题,首先是月球与地球极其相似的组分,其次如果月球是由围绕地球赤道的物质聚集而成,应该绕着地球赤道旋转,但是事实是月球的轨道与赤道存在五度的夹角,这意味着一定存在其他的能量使其移动到目前的位置。

马里兰大学科学家Douglas以及哈佛大学的SimonLock完成了另外一个模型,在2012年Cuk和Stewart提出地月系统的部分角动量转移到地日系统中,这就允许在撞击的初期可以拥有更多的能量。
因为撞击可能需要比当前理论更多的能量,来自地球的物质彼此会发生碰撞,这就解释了地球和月球的形成都来源同样的物质,以及为什么二者存在相同的组分。

因为潮汐力的作用导致地月系统的角动量发生损耗,月球因此远离地球,直到到达拉普拉斯点-----经过这一个点,太阳对月球的引力将大于地球对月球的引力,从而引发地月系统的角动量转移到地日系统中。这并不会使地球绕太阳的轨道发生太大的改变,但是却会竖直地弹开地球。
研究团队就是在这个点建立模型,月球以一定倾斜于赤道的角度绕地球运行。在几千万年前,月球一直在缓慢地远离地球直到到达第二转移点,使得月球运行的轨道与赤道夹角为5度,让月球保持在目前的轨道上。


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