在44億年前,地球的早期歷史中,發生了一場空前絕後的撞擊事件,這位於當時形成中的地球與一顆類火星大小的原行星Theia不期而遇。這場撞擊,不僅讓地球的命運徹底改變,也最終導致了月球的誕生。這一理論被稱為「巨大撞擊假說」,是目前天文學家對月球形成最有力的解釋之一。
巨大撞擊假說認為,這場衝突是導致月球形成的關鍵事件,當時的地球與一顆直徑約一半的行星Theia相撞,造成的碎片最終形成了今時今日的月球。
根據這一假說,Theia與地球的碰撞發生在約44至45億年之前,這也大約是太陽系開始形成後的1000萬年到2000萬年之間。研究認為,這次撞擊是以斜角進行,且速度相對中等,足以將大規模的物質拋射入太空,這些物質隨後逐漸凝聚形成了月球。
2016年的一項研究顯示,來自月球的岩石與地球岩石的穩定同位素比率幾乎一模一樣,這進一步支撐了巨大撞擊假說的有效性。這些證據表明,月球和地球在早期可能有著共同的起源,因而月球的組成與地球相當相似。
「撞擊後所夾雜的岩石與物質,使得月球的地質特性與地球變得相似,這是令人著迷的天文學現象。」
科學家們還推測,這場撞擊可能為地球和月球系統提供了異常高的角動量,這在其他地球類行星中並不常見。此外,對月球內部結構的分析表明,月球擁有相對較小的鐵核心,這使得它的密度低於地球。這一切都指向撞擊事件所提供的高能量和特定條件,才使得月球在形成過程中具有如此獨特的特性。
儘管巨大撞擊假說似乎能夠解釋多數證據,但仍有許多關鍵問題尚未解決。例如,月球的揮發性元素較低,而這在一場高能碰撞中難以解釋。此外,為何金星這顆也經歷過巨大撞擊的行星卻沒有一顆與之匹配的衛星也是人們探討的另一個熱點問題。
「巨型碰撞提供了形成月球所需的能量,但我們至今仍未能完全明瞭這一事件如何影響各顆行星及其衛星的形成。」
從19世紀末的喬治·達爾文提出的理論開始,人類對於月球形成的探討已經經歷了多次演變。達爾文曾猜想月球是由地球自轉造成的離心力而產生的,但隨著時間推進,劉賽納·阿爾沃思·達利挑戰了這一觀點,並提出了撞擊創造月球的理論。1974年,一場專題會議上,這一假說再度被提出並逐漸獲得學界的認可。
透過對地球及月球組成的比對、對撞擊事件的模擬和對月球表面樣本的研究,科學家得以重建這一古老的宇宙歷史。儘管目前的研究成果已經相當豐富,但戲劇性轉折及未解之謎仍然在等著我們去探索,月球的真正起源依然值得我們深思。
除此之外,隨著對其他星系中類似碰撞跡象的觀察,以及不斷改進的計算模式,未來我們是否會發現更多與月球形成相關的秘密呢?