巨大撞擊可在 5 小時內形成完整月球,模擬揭示誕生新途徑
2026/09/08
新的數值模擬顯示,一次巨大撞擊可能在僅僅 5 小時內形成完整的月球。這與傳統認為需要漫長吸積過程的理論明顯不同。
新的數值模擬顯示,一次巨大撞擊可能在僅僅 5 小時內就形成完整的月球。這個時間尺度與傳統理論所描述的漫長過程有本質差異,為月球起源的研究提供了新的可能路徑。
主流的月球形成理論認為,早期地球曾與一顆火星大小的天體發生撞擊,噴射出的物質在地球周圍形成環狀的碎屑盤,再經過數百年到數千年的碰撞與吸積,逐漸聚集成月球。這套理論能解釋月球的軌道特性與部分成分特徵。
但這套理論長期存在一個難題:同位素組成。月球岩石的氧與鈦同位素比例,與地球幾乎完全一致;若月球主要來自撞擊天體的物質,其組成應該反映撞擊天體的特徵,而非與地球如此接近。要解釋這種一致性,傳統模型必須引入額外的混合機制。
快速形成的模擬提供了另一種可能。若在撞擊的瞬間,被拋射的物質直接在極短時間內聚集成一個大型天體,其組成就更可能保留撞擊當下的混合狀態;而不同的撞擊參數——角度、速度與天體質量比——會產生截然不同的結果。
這類研究能夠推進,很大程度倚賴運算能力的提升。行星尺度的撞擊模擬涉及流體力學、重力與熱力學的耦合計算,粒子數量與時間解析度都極為龐大;過去受限於運算資源只能採用簡化模型,而更高解析度的模擬讓先前被平均掉的細節得以浮現。
後續觀察重點在於模擬結果能否與實際的月球樣本數據吻合。同位素組成、月球的內部結構與軌道演化歷史,都是可用於檢驗的證據。而未來的月球探測任務若能取得更多深層樣本,將提供更嚴格的驗證條件。