地球曾有两个月亮?

旧的神话传说中,天上曾有九个太阳,使得大地干旱,最终被后裔射下了八个;新的科学理论中,地球曾有两个月亮,共存数千万年,最终相撞,合二为一。

近日,科学期刊《自然》刊登了月球起源的新观点,文中指出远古时期地球存在两个月亮,它们发生了低速撞击,最终形成了现在看到的月球。这一观点解释了为什么月球正反两面地貌、矿物分布的明显不同,这个观点是由美国加州大学艾瑞克・阿斯帕(Erik Asphaug)和瑞士伯恩大学马丁・彻奇希(Martin・ Jutzi)共同提出的,艾瑞克接受了本刊记者的专访。

“如苹果派砸向人脸慢慢化开”

关于月球的起源,很多学者认同“撞击说”,即地球早期受到一个火星大小的天体撞击,撞击碎片散落在太空中,最终形成了月球。而最新的观点认为当时的撞击产生了一大一小两个月球,它们的体积比是3:1,质量比则为25:1。它们一起围绕地球旋转,却在45亿年前发生了“追尾”事件,融合成现在看到的月球。

为了解“追尾”事件的细节,记者与提出此观点的艾瑞克取得了联系。艾瑞克介绍,这“一大一小、一老一少”两个月亮在同一轨道运行了数千万年,由于小月亮处于拉格朗日点(受两大物体引力作用下,能使小月亮稳定运行),两个月亮一直“相安无事”。可是当大月亮的轨道离地球足够远,不稳定状态产生,最终导致小月亮撞上大月亮,并融合到大月亮里。

通过计算机数据模拟,艾瑞克认为两个月亮相互靠近的速度约为8000千米/时,这对于天体撞击是个很慢的速度,产生的热量不足以使岩石融化,而是“如苹果派砸向人脸慢慢化开”。其结果是小月亮消失了,而大月亮体积增加了3%,终于形成了今天人们看到的“畸形月亮”。

为什么说月亮是“畸形”的呢?因为月球表面极不对称:近地端地势平坦,且富含磷、稀土等元素;而远地端高原山峦密布,据测量,远地端海拔高出平均水平1900米。

艾瑞克认为这正是由于两个月亮相撞产生的:当时小月亮撞上大月亮的背面,大部分的物质留在其表面上,这些物质就构成了今天月球背面的高地。同时撞击还压扁了位于月球表面之下的地层,将大量的钾、磷和稀土等元素推向了月球的正面,所以今天的月球矿产分布才如此不平均。

“双月”理论需实地证实

“双月”理论一经提出,引来很多关注,除了认为这是一个新颖的改良版月球形成说之外,也有质疑之声。网上就有天好者表示怀疑,认为月球不是气态或液态的星球,而是一个内部不存在液态岩浆活动的死亡星球,其实就是一块圆圆的固态大石头,这样的两块大石头相撞,不论冲击力大还是小,都不可能恰到好处地合并成一个圆圆的完整的新月亮。

对此,中科院国家天文台研究员王俊杰表示,现阶段对这个观点既无法证实,也无法证伪。天文学理论可以是假设、假想,但是要证实还要靠实地观测结果。这个新理论的提出,为将来探月工作提供了一个目标,为了证实这个理论,可能专门设计某种仪器,来检测其真实性,比如月球是否真发生过剧烈撞击。

如果真的发生过“双月相撞”,在月球内部应该存在撞击痕迹,这是验证其相撞真实性的关键。王俊杰举了一个例子,以前一直没有小行星撞击地球致使恐龙灭绝的证据,直到在墨西哥找到了巨大的陨石坑,通过科学验证,证实撞击发生在6000~7000万年前,而恐龙正是在6500万年前灭绝,一定程度上证实了恐龙灭绝的原因。而“双月”理论要得到证实也需找到类似的证据,比如预测在月球某处有何种特征,再通过探月计划去验证。

作为这一理论的提出者,艾瑞克认为实地验证也很关键,他告诉记者,美国宇航局(NASA)将在9月8日开始新的探月计划,届时会有两个航天器加入月球研究,分析月壳结构并带回月球远端的样本,这些都将为今后验证“双月”理论提供帮助。

月影重重,可否再现

作为离地球最近的星体,月球一直备受科学家和天好者的关注,也曾产生过“两个月亮”的设想。在村上春树的小说《1Q84》中就有“一旦踏入虚拟世界,天上会出现两个月亮”的情节。而网上更是多次流传“某日,火星离地球很近,将会呈现最明亮的样子,用肉眼来看,它会像月亮那么大,如同天上有两个月亮一样”这样的传闻。不过实际上两个月亮的奇观并未如期来临。

为此,天文学家曾多次辟谣,表示地球处于太阳与火星之间时,火星离地球比较近,也是最亮的,但是看起来仍与月亮相差甚远,就像是月亮旁边的小黑点,因此不可能出现“两个月亮”的视觉效果。

既然远古可能存在的小月亮早已消失,“火星伴月”的传闻也属子虚乌有,那么在未来是否会出现两个月亮的景观呢?

其实如果不考虑月亮的视觉效果,而只考虑其围绕地球转动这一点,那么第二个月亮已经被发现了。中科院紫金山天文台研究院王思潮研究员告诉记者,现在已经证实除了月球以外,还有一个小天体围绕地球转动,只是它很小,肉眼无法观测到。而且这个小天体的运行轨道也不像月球那样呈圆形,而是离地球时近时远,类似马鞍形,这种奇异轨道的成因还有待探索。

同时,王思潮提到,在未来人类有可能“创造”另一个月亮。如果某个小行星离地球比较近,体积又比较小,比如直径500米左右,人类可以通过科学方法改变其轨道,使它围绕地球运转,成为第二个月亮。当然这个人为手段需要科学技术有更大的发展,还能带来很多好处,比如矿产资源。

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