超算模拟天体大碰撞显示：月球可能在数小时而非千年内形成
来源: 科技日报 2022-10-12 15:17:33
英国科学家借助超级计算机，模拟了地球和一颗名为“忒伊亚”的原行星碰撞后可能产生的影响，得出结论称，月球可能是在忒伊亚将地球撞掉一大块并将脱离的部分抛入太空后迅速形成的，所需时间可能并非此前认为的数千年，而是短短数小时。相关研究刊发于最新一期《天体物理学杂志通讯》。
自20世纪70年代以来，就有观点认为：月球可能是由地球与火星大小的忒伊亚相撞形成，这次巨大的撞击可能形成了一个庞大的碎片地带，该地带历经数千年慢慢形成了月球。但最新研究认为，月球的形成可能只花了几个小时。
为研究撞击导致月球形成的各种情形，杜伦大学计算宇宙学家雅各布·克格赖斯等人利用该校的超级计算机“宇宙学机器”(COSMA)，运行了一个计算机程序，该程序专门用于模拟复杂且不断变化的引力和流体动力网。
通过COSMA对地球—忒伊亚撞击进行的数百次角度、旋转方式及速度各异的模拟，研究人员成功地以前所未有的分辨率为这次碰撞导致的后果建模。这些模拟的分辨率由其所使用的颗粒数目决定。对于巨大的撞击，科学家通常使用10万到100万个颗粒，但最新研究使用了1亿个颗粒，以获得更高分辨率。
模拟显示，月球由被抛出的地球碎块和忒伊亚碎片在几个小时内形成，这就提出了月球一次形成理论。该理论可为月球的显著特征，如宽阔且倾斜的运行轨道、部分熔化的内核及纤薄的外壳提供清晰且简洁的解释。
研究人员表示，美国国家航空航天局(NASA)未来的阿尔忒弥斯任务将从月球表面采集岩石和尘埃样本，对这些样本进行详细分析将有助于进一步揭示月球的组成及演化历程，也可揭示地球是如何形成并成为生命庇护所的。(科技日报记者 刘霞)
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