月球起源理论再进化,45亿年前地球可能曾熔融

月球起源理论再进化,45亿年前地球可能曾熔融

天文学家在最近几十年间发现,较大星系的中心几乎都有超巨质量黑洞,而且黑洞质量和星系种类有关,并据此建立起黑洞与星系演化的理论模型。但最新观测结果严重撼动了这个论点。
BH
  天文学家 Yoshiki Toba 的研究团队以阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA) 对尘埃掩蔽星系(dust-obscured galaxies, DOGs) WISE1029 等进行观测后发现,这类超巨质量黑洞正在快速成长,其喷流活动极为剧烈的星系,照理来说会触发恆星诞生,直接能观察到的指标就是星系内分子气体(如CO)丰度的改变,但观测结果却是变化并不明显,也无大量恆星诞生迹象。

  天文学家认为有可能是黑洞喷流方向刚好垂直于大量气体所在的银盘,所以没有影响到银盘中的气体并触发大量恆星诞生活动,真正的原因则未知,不过这也显示星系与超巨质量黑洞间关係複杂程度远超出现有模型的阐述。

关于月球起源,大部分天文学家都同意1970年代所提出的撞击说:在地球成形之初,一颗火星大小的行星撞击地球,其残骸在地球轨道上重新汇集形成了月球。这项理论虽然成功解释了地月系统的角动量等问题,但仍有一些至今仍无法自圆其说的疑问,例如,太阳系中个别星体均因起源不同而具有相异的同位素比例特徵,如O16,17及18的丰度比,但地球与月球的元素同位素比例却几乎一致,与外来撞击说自相矛盾。

天文学家 Sarah Stewart 尝试从修正撞击机制来克服这个矛盾,最有可能的就是撞击规模远超过原先估计,甚至是多次撞击,导致地球物质与外来星体残骸充分混合以致无法分辨两者同位素比例间的差异。她的团队以电脑模拟两个行星撞击后几种不同结果,其中最有可能的是45亿年前地球被撞击后变成一团由蒸发的岩石和金属构成的巨大甜甜圈状构,其中心是金属成分较高的团块(地球核心残骸)。外圈物质以蒸发的岩石为主,在快速旋转下膨胀移动到月球轨道,最后冷却形成熔融态的月球,而落回中心的岩质物则包覆金属为主的核心形成后来的地球。在这过程中,因地球与撞击体完全熔融,所以两者几乎达到完全的化学平衡。

  这个被称为「Synestia」的模型还解释了何以月球的易挥发性物质如氧和二氧化碳的丰度特别低,因为它们在高温的蒸发气相状态下早已逃逸。但这项理论也有其限制,撞击体必须是擦边撞击地球,这样才会有足够的物质能被抛到轨道上。不过撞击因素多元,Synestia 模型的成立并非难事。行星科学家将持续瞭解巨大撞击时複杂的重力交互作用,以及蒸发的液态物质冷却凝固过程,以获得更多关于月球起源的资讯。

发表评论