原来，月球可以在数小时内成型

一项新的研究表明，在灾难性的冲击后，被撕裂的大地碎片飞入太空，在短时间内化为我们的月亮。

自1970年代中期以来，天文学家一直怀疑月亮源于地球与某火星大小的古行星之间的撞击。飞入天际的碎片，用数千年的时间逐渐凝聚成我们的卫星。

但是，当前最强大的超级计算机模拟显示，原来月亮成型可以不是缓慢而渐进的过程，可以在短短几个小时内结束。

科学家于10月4日在《天体物理学杂志》杂志上发表了他们的报告。

“我们了解到的是，很难设置为相关细节设置准确的参数——需要连续测试，直到出现符合现实的结果。”英格兰达勒姆大学的计算宇宙学家Jacob Kegerreis告诉Live Science。

1969年7月的阿波罗11号任务凯旋后获得了关于月球的第一条线索，当时NASA宇航员尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和巴斯·奥尔德林(Buzz Aldrin)将47.6磅(21.6公斤)的月岩和尘埃带回了地球。

样品的历史可追溯到约45亿年前，在太阳系形成后约1.5亿年，将月亮的来历置于动荡的时期。

其他线索表明，我们最大的自然卫星由地球与未知古行星之间的暴力交媾孕育而出。科学家以希腊神话里的Titan神Theia命名理论上的古行星，Theia是Selene的母亲，而后者恰是月亮女神。

其它证据还包括在月球和地球岩石组分的相似之处。地球的旋转和月亮的轨道具有相似的方向；这两个物体的高度组合动量……

传统假说认为，随着Theia冲入地球，毁灭性的冲击使Theia碎成数百万块，飘浮在轨道之上。

Theia的破碎遗体，以及从我们年轻星球的地幔中撕下的汽化岩石和气体，慢慢地融合到一个盘状物上，熔融球体融合并冷却数百万年，最后就是现在的月球。

然而，这一图像里某些部分仍非常模糊。一个突出的问题是，如果月亮主要源于Theia，那么它的岩石构成为何又能和地球相似？

一些科学家提议，地球比月之母贡献更多。但是这个想法也有自己的问题。例如其他模型表明，如果主体大部分来自地球岩石，则月亮会有不同的轨道。

为了调查碰撞后月球可能的情况，这项新研究的作者转向了名为SPH的计算机程序，该程序具有相互依赖的细粒度任务(SWIFT)，旨在密切模拟复杂且不断变化的引力网络以及对大量物质作用的流体动力。

要准确地做到这一点可不简单，因此科学家需要超级计算机来运行程序：在达勒姆大学(Durham University)使用高级计算设施(DIRAC)的分布式系统。这台超算昵称Cosma(“宇宙机器”的缩写)。

通过Cosma用不同的角度，旋转和速度模拟数百次地球碰撞，能够以史上最精细的颗粒度来模拟天体冲击的后果。

根据Kegerreis的说法，标准模拟分辨率通常在100000到100万个颗粒之间，但是在新研究中，研究人员能够建模高达1亿个颗粒。

精度更高的模拟使研究人员提出了单阶段的地层理论，为月亮的可见特性提供了简洁而优雅的答案，例如它的属性宽，倾斜的轨道；它部分熔融内部；和薄的外壳。

但是，研究人员将不得不检查从月球表面深处发掘的岩石和尘埃样品——NASA未来Artemis任务的目标——才能确认其答案。

“像这样的任务和研究以及许多其他人工作排除了大量备选答案，更多地揭示了行星演化的历史。”

这样的调查还可以阐明地球的形状，并用于寻找有生命的行星。

Durham大学物理学副教授Vincent Eke在一份声明中说：“我们对月球知道的越多，我们对地球演变就了解越多。他们的历史早已交织在一起。”

https://www.sciencealert.com/earths-moon-could-have-taken-just-hours-to-form-from-a-shattered-mess