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科学家搜寻撞地“迷失行星” 揭秘月球身世

时间:2010-01-29  归属:地理杂谈

  据美国太空新闻网报道,太阳系内曾经还有一颗行星,它的名字叫做“忒伊亚”(Theia),科学家推测称这颗行星与地球发生碰撞才形成现今的月球。目前,美国宇航局发射的两个宇宙探测器计划搜寻忒伊亚的残骸物质,进而揭示月球的神秘起源之谜。

  美国宇航局戈达德太空飞行中心科学家迈克-凯泽(Mike Kaiser)说:“这是一个假定的行星,我们从未观测到它的存在,但是许多研究人员认为它存在于45亿年前,正是它与地球发生碰撞才形成了月球。”

  忒伊亚被认为与火星体积十分接近,很早以前它与地球发生碰撞,所形成的残骸汇集在一起能够形成现今的月球,这种推测是由普林斯顿大学科学家爱德华-贝尔布鲁诺(Edward Belbruno)和理查德-戈特(Richard Gott)首次构想的。目前,许多研究人员都认为地球曾与较大的星体发生过碰撞,碰撞后所形成的残骸将合并形成月球,但目前仍不清楚的是与地球发生碰撞的星体是一颗行星,还是小行星或者是彗星。

  之前瑞士科学家比较了月球和地球的岩石样本,他们使用质谱仪法,把样本经过氩燃烧气化,高精度地分析样本里成分的重量。研究结果发现,虽然二者在多数方面极其类似,但月亮岩石样本的铁57对铁54同位素的比率比地球上的要高一点。研究人员称:“我们惟一可以解释的就是,在月球和地球的形成过程中,它们部分气化了。”只有“巨大行星相碰撞”理论才可能具有气化原子所需要超过1700摄氏度的高温环境。因此,科学家推测远古时期,一个像火星那么大的行星与地球发生了碰撞。这场灾难性的碰撞威力巨大,可能是超过使得恐龙灭绝的那次行星碰撞所释放能量的1亿倍,足以融化、气化地球的相当一部分,与地球发生碰撞的那颗行星碰撞后所产生的残骸进入地球轨道,最终合并形成了月球。

  无论如何,这颗星体与地球发生碰撞所形成的残骸都最终结合在一起,并能够解释月球地质学的许多特征,比如:月球内核的大小、月球岩石的密度和成份。科学家期望于2006年发射的美国的两颗“地日关系探索者”(STEREO)探测器能够发现忒伊亚的残骸物质,最终能有助于揭晓月球是如何诞生的。

  到目前为止,科学家认为通过望远镜观测忒伊亚的残骸是非常困难的,但是“地日关系探索者”探测器能够进入“拉格朗日点”(Lagrangian points),在该区域地球和太阳的重力结合在一起形成井状结构,能够收集太阳系内的残骸物质。凯泽也是“地日关系探索者”探测器项目科学家,他说:“目前该探测器正在进入拉格朗日点区域,它能够很好地搜寻忒伊亚所残留的小行星大小的残骸体。”据悉,拉格朗日点是以著名的法国数学家和力学家拉格朗日命名的空间中的一个点,也被称为太空中的天平点。它存在于两个大的星体之间,由于受到两个星体的重力影响,位于这一点上的小型物体可以相对保持平衡,不需要动力推进以抵挡引力作用。在每两个大型的星体之间,比如太阳和木星、地球和月球之间,理论上都存在5个拉格朗日点。这5个拉格朗日点分别被称为:L1、L2、L3、L4和L5。

  通过直接抵达拉格朗日点,“地日关系探索者”探测器将能够近距离搜寻忒伊亚的残骸,它将于2009年9月和10月抵达“重力井”底部。凯泽称,“地日关系探索者”探测器是太阳系的观测者,这两颗探测器位于太阳对面的腹部位置能够收集太阳活动的3D图像,它们将途经地球和太阳的拉格朗日点的L4和L5位置,这对于天文科学研究是一个难得的机会。

  科学家认为忒伊亚可能形成于其中的一个平衡万有引力点,是由漂浮的零碎物质堆积形成的。凯泽说:“计算机模拟显示忒伊亚能够形成很大的体积,使其位于拉格朗日点的L4和L5位置时足以形成月球,该区域的重力平衡使得足够多的残骸物质能够堆积起来。之后忒伊亚由于受类似金星等正处于发育阶段行星的重力增长作用,离开了L4和L5位置,进入与地球发生碰撞的运行轨道。”

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