新研究提示木星可能是地球拥有月球的原因

木星和其他气态巨行星在太阳系中混乱地徘徊，行星的巨大不稳定与形成月球的碰撞同时发生。这两起事件有联系吗？

看来，所谓的“大不稳定”事件发生在太阳诞生后 60 到 1 亿年之间，它在行星之间造成了混乱，使气态巨行星在太空中横冲直撞，直到它们落入我们今天所知的轨道。系统。这是一些仔细的科学侦探工作的结论，该工作将一种陨石与一颗曾经被那些掠夺的行星推来运转的小行星联系起来。

更重要的是，科学家认为，迁移的行星（主要是木星）可能会破坏火星大小的忒伊亚原行星的轨道，从而导致月球的形成。这种不稳定可能引发了与地球的碰撞，将碎片送入太空。科学家相信，正是这些碎片形成了月球。

相关：美国宇航局在木星卫星木卫一表面发现了“玻璃般光滑的冷却熔岩湖”

通过对各种类型小行星和彗星的成分和位置的研究，科学家们知道上述大屠杀发生在太阳系历史的早期。尽管如此，当谈到一切究竟是如何发生的时，仍有一些谜题有待解决。

例如，科学家们意识到，我们今天看到的太阳系中的物体，包括地球，是由气体和尘埃盘围绕太阳形成的。然而，其中一些物体，即小行星和彗星，似乎由磁盘中不存在的物质组成 - 至少，这些物质不应该出现在这些物体当前所在的位置。相反，它'更有意义的是，这些物体在分散到更远的地方之前是在离太阳更近的地方形成的。如果木星和其他巨行星从它们形成的地方迁移，也许小行星和彗星也会迁移。

在年轻的太阳系中，四颗气态巨行星——木星、土星、天王星和海王星——靠得更近。随着时间的推移，与海王星以外的小行星的引力相互作用导致土星、天王星和海王星向外迁移。与此同时，木星向内迁移，科学家认为它反过来能够破坏内太阳系天体的稳定。

莱斯特大学的行星科学家 Chrysa Avdellidou 告诉 Space.com：“这种轨道不稳定的想法现已在行星界得到广泛认可，但这种不稳定发生的时间仍然存在争议。”

科学家们将这种轨道不稳定性背后的理论称为“尼斯模型”，以法国蔚蓝海岸天文台所在的城市命名，科学家们最初在那里提出了这个想法。最初，这些科学家认为这种不稳定性发生在太阳系诞生后 500 至 8 亿年之间。如果属实，那将与被称为“晚期重轰炸”的事件同时发生，在该事件中，内行星将布满因气态巨行星迁移而脱离轨道的彗星。然而，证据已经推翻了晚期重轰炸的概念，科学家们现在认为，根据木星在 L4 和 L5 拉格朗日处形成特洛伊小行星的时间，不稳定现象不晚于太阳系形成后 1 亿年发生。点。

科罗拉多州博尔德市西南研究所的凯文·沃尔什 (Kevin Walsh) 表示：“人们似乎一致认为，类似于尼斯模型的不稳定现象可能发生在太阳系形成后不到 1 亿年的时间，但一些不同的阵营正在出现。”告诉Space.com。一个阵营认为，不稳定现象会很快发生，在太阳系诞生后四百万年内。另一个阵营则认为它发生得较晚，大约是在六千万年后。 

因此，阿夫德里杜在沃尔什和其他行星科学家的帮助下，开始寻找答案。

该团队专注于一种称为 EL 顽火辉石球粒陨石的陨石，它的铁丰度较低，并且在成分和同位素比方面与形成地球的物质非常相似。这告诉科学家，地球和 EL 球粒陨石很可能是从行星形成盘的同一部分凝结而成的。

然而，EL 球粒陨石母体似乎不再位于地球附近。事实上，地面望远镜的天文观测已将这些陨石与阿索尔家族小行星联系起来，该家族发现于距离火星和木星之间的小行星带很远的地方。作为背景，Athor 家族和 EL 球粒陨石曾经是一颗大型小行星的一部分，该小行星在大约 30 亿年前的一次碰撞中被粉碎，这一事件与巨大的不稳定无关。

应该有什么东西把阿索尔家族的祖先分散到了小行星带中，研究小组说，这个“东西”一定是导致木星流浪的不稳定因素。因此，EL 球粒陨石成为了这一事件的完美计时器，因为它们应该包含必须发生的事情的清晰记录。

沃尔什说：“具体来说，EL 陨石的热历史讲述了一个丰富的故事，既限制了原始母体的大小，也限制了它在破碎之前必须冷却的时间。”

通过动力学模拟，Avdellidou 的团队能够对涉及木星迁移的不同场景进行建模，并得出结论，木星可能早在太阳系诞生后 6000 万年就将阿托尔祖星分散到了小行星中。结合有关木星特洛伊小行星的数据，科学家现在可以说，巨大的不稳定发生在 6000 万到 1 亿年之间。

沃尔什说：“阿夫德里杜特别发现，尼斯模型本身——这颗巨大行星的轨道在短短 10 到 2000 万年的时间内疯狂运行——是将小行星送入这个特定的阿托小行星家族区域的最佳时机，也许也是唯一的时机。”

有趣的是，地球和忒伊亚之间的碰撞形成了月球，大约发生在这个时期。阿夫德里杜说：“我们了解到，忒伊亚在原地球上发生了一次巨大的碰撞，其成分非常相似。” “根据对[月球]样本的研究，得出了年龄估计，而其他同事则表明，这次碰撞可能是巨大行星不稳定的结果。”

虽然没有办法证明这一点。阿夫德里杜说：“‘证明’是一个强有力的陈述，但当我们处理 45 亿年前的事件时，它是一件困难的事情。”尽管这位科学家承认，形成月球的碰撞似乎确实与巨大的不稳定同时发生。 

“我们的研究将这些事件安排在一个美好而紧迫的时间范围内，”阿夫德里杜说。虽然不可能最终证明木星参与了月球的形成，但证据无疑具有启发性。

所以，下次当你在夜空中仰望银色的月亮时，把它想象成早期太阳系的遗产，当时木星在它周围肆虐。

研究结果于 4 月 16 日发表在《科学》杂志上，并在维也纳举行的欧洲地质联盟大会上发表。

最初发布于Space.com。