有天文愛好者提問:“月亮如何誕生?為什么是地球的衛(wèi)星?為什么只有月球留在了地球身邊,?為什么沒有其他的小衛(wèi)星呢,?”這是個非常好的問題,,下面我們來詳細(xì)回答,。
關(guān)于月球如何誕生的問題,科學(xué)界進(jìn)行了長期的探索,。最初,,有三種假說來解釋這個問題,但是,,它們又都有各自的困難:
分裂說,。該理論認(rèn)為月球起源于地球本身:在地球形成之初,一團(tuán)年輕的飛速旋轉(zhuǎn)的熔融物質(zhì)被甩了出去形成了月球,,而地球上留下了太平洋盆地,。這種理論的困難在于:地球有沒有可能自轉(zhuǎn)得這么快以至于彈出一個月球那么大的物體。此外,,計算機(jī)模擬表明,,將月球彈射到一個穩(wěn)定的軌道是不可能的,。
俘獲說。該理論認(rèn)為月球在遠(yuǎn)離地球的地方獨立形成,,后來被俘獲了,。這種理論的困難在于:月球的質(zhì)量相對地球而言太大了,地球的引力幾乎不可能恰到好處地捕獲住月球,。另外,,地球和月球在成分上雖然的確有顯著差異,卻也有許多相似之處——尤其是兩者的“?!?,這使得它們不可能是完全彼此獨立形成的。
同源說:該理論認(rèn)為,,月球與我們地球的形成方式大致相同,,起源于同一堆原始“碎片”。這種假說雖然曾經(jīng)被許多天文學(xué)家青睞,,卻存在一個重大缺陷:月球與地球在密度和組成方面都不同,,因此難以說明它們?nèi)绾文芷鹪从谕?/span>行星前物質(zhì)。
現(xiàn)在的主流理論是撞擊理論,,它是分裂說和俘獲說的混合體,。該理論認(rèn)為,,一個巨大的,、火星大小的天體,與十分年輕的,、熔融狀態(tài)的地球相撞(這種撞擊在太陽系早期可能相當(dāng)頻繁),,并且是側(cè)著撞的,導(dǎo)致我們這個星球的物質(zhì)脫落,,然后重新匯聚,,形成月球。
對這樣一個災(zāi)難性事件的計算機(jī)模擬表明,,絕大部分四濺的地球碎片,,可以合并在一個穩(wěn)定的軌道上。如果在地球已經(jīng)形成了鐵芯的時候發(fā)生碰撞,,則月球的確會由類似地球地幔的物質(zhì)組成,。在碰撞過程中,撞過來的天體本身,,如果有鐵芯的話,,會遺留在地球,最終成為地核的一部分,。因此,,無論是月球與地球的整體相似度還是月球缺乏一個致密的核心,,都被這一理論很自然的解釋了。
那么,,為什么地球沒有其他的小衛(wèi)星呢,?
首先,按照碰撞理論,,絕大部分四濺的地球碎片合并在一個穩(wěn)定的軌道上,,形成了月球。月球在漫長的繞地球運行的過程中,,會把軌道附近剩下的零散碎片清除掉,。剩下的極少量碎片不在穩(wěn)定的軌道上,它們要么逐漸落回了地球,,要么遠(yuǎn)離地球一去不復(fù)返了,。
其次,地球本身的質(zhì)量太小,,它幾乎無法像木星,、土星這種大質(zhì)量的氣態(tài)巨行星那樣靠引力俘獲路過的小天體成為衛(wèi)星,所以,,也就只有月球這一個天然衛(wèi)星了,。
事實上,太陽系的四個小質(zhì)量類地行星中,,水星和金星根本沒有衛(wèi)星,。除地球外,只有火星“幸運”一些,,有兩個很小的,、狀似小行星的衛(wèi)星,它們可能是火星碰巧捕獲的路過的小行星,,或者是較大的小行星撞擊火星后拋出的物質(zhì)被火星的引力捕獲后保持在軌道上形成的,。只有大質(zhì)量的類木行星,才能靠強(qiáng)大的引力控制一大堆衛(wèi)星繞著自己旋轉(zhuǎn),。
(本回答主要參考了《今日天文:太陽系和地外生命探索》(原書第8版 ),,著者:[美]埃里克·蔡森、史蒂夫·麥克米倫,;譯者:高健,、詹想)
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