月球形成之谜又添疑团?日本探测器的发现,让现有理论面临质疑

关于月球的形成,科学家们一直没有给出一个完整的解释。有人认为月球是被地球俘获的,有人认为月球是和地球一起形成的,还有人认为月球是从地球上被甩出去的……

月球形成之谜又添疑团?日本探测器的发现,让现有理论面临质疑

不过,这些都不是目前最受认可的说法,主流观点认为:月球形成于一颗名为忒伊亚的星球与地球的碰撞。这个说法虽然也只是假说,但相对来说说服力更强一些。可是,关于忒伊亚的假说,最近也在遭受着新的质疑。这一次质疑,来自于日本的探月工程。

2007年,日本宇宙航空研究开发机构(Japan Aerospace Exploration Agency,简称JAXA)发射了他们的月球探测器:月女神(SELenological and ENgineering Explorer,简称SELENE,绰号Kaguya,即文学作品《竹取物语》中的辉夜姬)探测器,展开了对月球元素丰度、矿物组成、地形、地质、重力场、月球和日地等离子体环境等项目的探测。

在大约21个月的时间里,月女神号完成了对月球的探测,并坠毁在月球表面。不过,它留下的数据,依然可以给我们提供大量有价值的信息。

月球形成之谜又添疑团?日本探测器的发现,让现有理论面临质疑

(图片说明:JAXA的月女神号月球探测器)

在月女神号探测器上,日本科学家安置了一台离子质谱仪,专门用于检测月球表面的离子,帮助科学家绘制月球表面离子分布图。而这台质谱仪检测的离子之一,就是碳。这项探测是全新的,即使是当初NASA的宇航员登陆到月球,也没有进行过相关检测,因为当时的科学家认为月球表面不会含有这么多的碳,所以选择了忽略。

不过,最近的研究显示,月球表面的火山碎片中,有可能会出现碳以及挥发性水的痕迹。这些痕迹很有可能影响到人类对月球起源的探索,非常重要。因此,日本科学家拿出了十几年前的月女神探测数据,果然发现了蛛丝马迹。

在发表于《科学进展》杂志上的论文中,日本科学家表示:“这些物质在几乎整个月球表面都有分布,但是在月球不同区域的含量是不一样的。”

月球形成之谜又添疑团?日本探测器的发现,让现有理论面临质疑

这个最新的发现,带来了一个麻烦,那就是月球的形成理论或将面临重新建立的可能。

就像我们说的,目前科学家普遍认为月球形成于假说中的忒伊亚行星与地球的碰撞。两颗天体相撞后,有一个巨大的碎片被炸到太空中,最终形成了月球,成为了地球的卫星。这个说法不仅仅是科学家一拍脑门就承认的,包括对月球元素的检测在内的很多证据都可以证明这一点,因此忒伊亚假说相对来说更有说服力。

但是,根据这个假说,两颗行星撞击在一起的时候,会产生非常高的温度,大概有4000-6000开尔文。如果是这样的,那么撞击出来的碎片应该也会具有相同的问题。如此高的温度,会让挥发性物质汽化,全部散逸出去,最终导致后来成为月球的这个碎片只有不挥发的物质残留,挥发性物质没有或者极少,科学家们形象地称之为“干式”月球。

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不过,这些日本科学家的发现,显示月球表面仍然含有很多挥发性物质。

当然,从严谨的角度上来说,科学家必须确定这些挥发性物质不是在月球形成后才出现的。不过,日本科学家从月女神号探测器传回的数据读数中确认:这些碳不太可能是来自于小行星撞击时带来的,也不能用太阳风的沉积来解释。"据估计,碳被排放的速率为每平方厘米每秒约5.0×10^4个,这比可能的太阳风和微流星体所能提供量要更大。"

此外,在月球的不同区域,碳的浓度也并不相同。在月球的正面,和较老的高原地区相比,更年轻的火山玄武岩平原区域相对更高一些,这也说明:这些碳是掩埋在月表以下,随着月球的地质活动才来到月表,而不是从太空中被送到月球的。

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由此他们得到结论:这些碳本来就是属于月球的,而且已经伴随月球几十亿年了。这就让科学家不得不重新思考月球的形成过程——为什么它们没有在忒伊亚撞击地球的时候挥发掉呢?

当然了,这不意味着忒伊亚假说被完全推翻。科学家认为:也有可能是忒伊亚撞上地球时温度并没有想象中那么高,不足以让所有的挥发性物质散逸掉。如果是这样的,那么我们只需要对忒伊亚的模型进行一个修正,那么这个假说就仍然可以成立。

另外,也有可能忒伊亚假说最终会被完全推翻。那么,这对于人类来说是个喜忧参半的消息,喜的是我们意识到了以往的错误,忧的是重新建立一个理论将是一项浩大的工程。

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不管怎么样,这次的发现都已经让我们重新审视自己对月球及月球形成的认识。根据美国国家航空航天局(NASA)的计划,他们将在2024年重返月球,派宇航员登陆月球上探索这片我们阔别了50年的星球。到那个时候,或许NASA的宇航员可以利用更先进的设备、带着更明确的目标,给我们一个最终的答案。

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