月球只需数小时就能从一团碎片成形
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英国杜伦大学计算宇宙学研究所科学家使用最新超级电脑模拟,显示月球起源可有另一种解释,亦即巨大撞击后不久便将类似月球的天体送入地球轨道。
研究人员使用SWIFT开源代码模拟数百种碰撞,包括改变碰撞角度和速度,以及两个碰撞物体质量和转动惯量,并以比以往更高解析度模拟碰撞结果,解释满足地月系统的状态。
模拟的解析度是由粒子数量决定。计算宇宙学家Jacob Kegerreis说,巨大撞击标准模拟解析度通常在10万至100万个粒子,但研究能模拟高达1亿个粒子。有更高解析度,就能研究更多细节,就像更大望远镜拍摄更远行星或星系更高解析度图像,发现新细节。其次也更重要的是,模拟使用过低解析度会造成误导,甚至错误答案。
更高解析度模拟结果显示,月球是由撞击后地球抛射物质和忒亚(Theia)碎片几小时内形成,提供单阶段形成理论,为月球可见特性提供简洁优雅的答案,如有宽阔和倾斜轨道、部分熔融内部结构及薄薄外壳。
然而,研究人员必须检视从月球深处挖出的岩石和灰尘样本,有赖将来NASA阿提米丝任务,才能确定月球地函的混合程度,并有助研究人员排除更多可能性,以更了解行星如何形成。研究发表于《天文物理期刊通讯》(ApJL)。
- Giant impact could have formed the Moon more rapidly, scientists reveal in new simulations
(本文由 台北天文馆 授权转载;首图来源:Durham University)
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