这一被称为巨型撞击假说的事件涉及地球与一个假想的火星大小的原行星——天体的碰撞。（图片来源：Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images）自从人类开始观察夜空以来，我们就对月球感到好奇，思考从它外星般的外观到它对地球现象的影响，如海洋潮汐、气候稳定性，甚至许多生物的自然韵律。在我们对地球唯一的自然卫星的众多问题中，有一个问题始终占据主导地位：月球的起源是什么？它绕地球旋转多久了？今天，天文学家们的主流理论是，在我们星球的过去——或许是在太阳系历史的前一亿年左右——地球与一个行星大小的物体发生了碰撞，形成了月球，这个过程可能只持续了几个小时。这个被称为巨型撞击假说的事件涉及一个天文学家称之为天体的假想火星大小的原行星。由于强烈碰撞所喷出的物质随后会聚集在轨道上，形成我们今天所观察到的月球。我们知道什么？月球起源假说的诞生 这一引人注目的月球形成谜团的解决方案追溯到1946年，地质学家雷金纳德·奥德沃斯·达利是最早提出可能通过碰撞事件解释月球形成的学者之一。在达利之前，科学家们倾向于与地球几十亿年前的快速自转有关的理论，当时每一天的持续时间可能短至2或3个小时。几十年后，在1970年代，研究人员威廉·哈特曼和唐纳德·戴维斯发展了各自的模型，涉及从行星形成中留下的大物体的碰撞，它们可能与年轻的行星发生碰撞。在这样的想法基础上，其他研究人员继续提出早期地球与一个火星大小物体之间的类似场景。在接下来的十年初，该概念最终在1984年在夏威夷科纳举行的一次里程碑式会议上被推选为主导的月球形成过程。科学家认为，地球的月球是在44亿年前，一个名为天体的火星大小物体猛撞原地球时形成的，喷出物质随后聚合成一个大型卫星，如这幅艺术插图所示。（图片来源：NASA/JPL-Caltech） 行星级碰撞的证据 巨型撞击假说的流行可以归因于支持撞击场景的多条证据。例如，研究人员早已认识到月球岩石与地球岩石之间的稳定同位素比率相似，强烈暗示它们的起源之间有联系。此外，地球-月球系统的异常高角动量（或自转），与其他岩石行星的观察相比，也可以解释为一次大规模碰撞的影响。更多线索可以在月球的成分中找到，显示出相对较小的铁核心和较低的密度。这对天文学家来说很重要，因为假设的巨型撞击将会使被怀疑的天体的金属核心与年轻的地球内部融合，同时，两者的较轻地幔和地壳物质会被撞击而脱落，冲入轨道，最终帮助形成月球。另一个重要的证据涉及月球物质中挥发性物质的相对缺乏（在室温下易转化为气体或蒸气的化学物质），这再次表明它可能在一次极具能量的事件中丧失，进一步证据是早期月球曾经拥有大量的岩浆海洋。年轻的地球-月球系统插图。地球刚形成不久，就被一个名为天体的原行星撞击，该原行星的大小约是火星的三倍。撞击产生的碎片进入轨道，迅速聚合形成月球，可能在短短几千年内完成。最初，地球和月球之间的距离比现在要近得多，而且自转也更快。在这幅插图中，碰撞产生的碎片继续降落在这两个星球上。（图片来源：Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images） 还有什么未知？新研究扩展了天体假说 仍然有几个重要问题尚未解决，包括导致碰撞的确切条件是什么，以及形成的行星物质是如何演变为当今的月球。最近，由来自西南研究所的阿德琳·登顿及亚利桑那大学月球与行星实验室的同事进行的一项新研究为天体假说带来了新的视角，建议怀疑的古老碰撞可能受到了两者碰撞体的热量和物理强度的显著影响。该团队的发现挑战了一些长期以来被接受的观点。