為什麼說月球的起源是一個謎

月球的起源仍然是個謎

1898年，英國天文學家喬治·霍華德·達爾文(George Howard Darwin)首次提出，地球和月球原本是一體的。他的假設是一個熔化的月球是由離心力拋出地球的。利用牛頓力學，達爾文發現月球在過去離地球更近，但逐漸遠離地球。這種漂移後來被美國和蘇聯在月球上進行的激光測距試驗證實。

然而，達爾文的計算未能解釋月球的起源是如何從地球表面開始的。1946年，哈佛大學的瑞吉拉德·阿茲沃斯·達利(raygirard adsworth darley)對達爾文的解釋提出了挑戰，他將其調整為另一種假說，即月球是由碰撞而非離心力產生的。達爾的想法直到1975年才被大多數天文學家普遍接受。

那麼這個撞擊地球並創造了月球的假想物體是誰呢?這是忒伊亞。根據巨大碰撞假說，忒亞和太陽系中的其他行星在46億年前同時形成。然而,當忒伊亞的質量超過約10%的地球質量臨界值後,忒伊亞軌道的穩定性受到影響,其他行星的引力擾動引起忒伊亞離開他們最初穩定軌道,後來它與原始地球的相互作用最終導致兩個物體碰撞,時間大約是45.3億年前到44.8億年前。從天文學的意義上說，碰撞並不快，而且是以一個傾斜的角度發生的，而不是直線。撞擊之後，忒亞的大部分地幔和大部分地殼和地幔被拋入圍繞地球的軌道，撞擊產生的物質在不到一個月零100年內聚合形成了月球。計算機模擬顯示，大約2%的忒亞原來的質量最終形成了環繞地球的一圈碎片，其中一半合併成月球。從這次碰撞中，地球獲得了很多角動量和質量。無論碰撞前地球的自轉和傾斜度如何，碰撞後地球上的白天增加了約5小時，地球赤道逐漸漂移到靠近月球的凸輪表面。

一些天文學家認為，碰撞還產生了其他重要的天體，它們可能在被其他行星的引力拉離地球之前，在地球和月球之間的軌道上停留了1億年。阿波羅登月時收集的月球岩石為碰撞假說提供了間接證據——月球岩石中的氧同位素比例與地球岩石中的相同。月球地殼的斜滾動構成等指標也表明，月球曾經是熔化的，這一現象很容易用巨大的碰撞來解釋。有很多證據表明，如果月球有一個富含鐵的核心，它會很小，最大半徑為25%。大多數其他類地行星有50%。此外，對太陽系外行星-恆星系統的觀測間接證實了碰撞產生月球的可能性。

然而，碰撞假說仍有許多難以證明的地方。例如,月球的揮發性元素碰撞假說無法解釋的,並沒有證據表明地球曾經有岩漿海洋(如果有一個大碰撞創造了月球,地球上就不會有岩漿海洋當時),甚至有可能仍然是物質在地球上還沒有處理的岩漿海洋。

除了碰撞假說之外，還有其他用來解釋月球起源的假說。例如，月球是在別處形成的，後來被地球的重力場捕獲，成為地球的衛星。月球和地球在同一時間同一地點形成於同一個吸積盤。然而，這些假說比碰撞假說更值得懷疑，因此不完全碰撞假說成為解釋月球起源的最佳假說。無可否認，月球的起源仍然是個謎。

太陽系外行星

如果我們的太陽系有這麼多色彩繽紛的衛星，那麼在銀河係數十億個行星系統中，還會有什麼奇怪的衛星世界存在呢?據估計，銀河系中有數十億個行星系統，其中一些氣候相對溫和、可能適宜居住的衛星正圍繞太陽系外的一些巨行星運行。雖然我們不能指望在這些衛星上找到科幻電影中的外星人——否則他們早就來到地球了——但他們似乎是宇宙中最有可能孕育生命的地方之一。

乍一看，似乎很難探測到一顆行星繞著一顆遙遠的恆星運行，但如果運氣好的話，利用現有技術是有可能做到這一點的。最好的方法是尋找中天(也稱凌日)。平均凌日是指行星直接穿過它所環繞的恆星，減少了我們在地球上探測到的星光量。利用這種方法，已經發現了幾顆太陽系外行星，它可能間接揭示了太陽系外的衛星——這些行星的引力使它們在繞其軌道運行時加速或減速，從而改變了凌日的時間和持續時間。

衛星相對於行星越大，它對行星的影響自然就越大。在一個模擬中，在一顆恆星(即不太冷也不太熱)的可居住區內，一顆海王星大小的行星可能有一顆地球大小的月球。開普勒衛星甚至地面望遠鏡都可以探測到這樣一顆巨大的衛星經過地球的時間和持續時間的變化。這樣一顆大衛星也可以容納一個稠密的大氣層，使生命得以存在。

太陽系衛星知道多少

太陽系的哪個衛星最大?那就是木衛三，它直徑5270公里，比水星還要大。是月球的三倍大。它也是唯一一顆擁有強大磁場的衛星，這表明它有一個對流液態金屬核。太陽系有多少衛星?超過170顆太陽系衛星已經被命名，但真正的數字取決於你如何定義它們。天文學家還沒有定義一個衛星的最小尺寸，所以如果你想把圍繞行星運行的任何大小的固體(比如土星環上的每一個冰晶)算作一個衛星的話。所以衛星的數量是無限的。

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