超算模擬或解月球形成之謎

科技日報北京12月7日電 （記者馮衞東）據《皇家天文學會月刊》發表的一項新的超級計算機模擬結果顯示，大約45億年前，月球可能是由於地球與火星大小的行星泰婭（Theia）碰撞而形成的。

英國科學家制作了一些模擬場景的動畫，每個動畫顯示泰婭以不同的自旋量接近地球的情景，描繪了從撞擊點散發出來的岩石碎屑的各種爆炸樣式，這些爆炸樣式最終可能會聚集成月球。

這些模擬基於天文學家通常所説的“大飛濺”理論或“巨大沖擊”假設。根據理論，直徑約6100公里的泰婭撞入直徑為12741公里的地球，在我們的星球周圍形成了一個碎片環，這些碎片環最終聚在一起形成了月球。

英國達勒姆大學與格拉斯哥大學合作，在DiRAC高性能計算設備上進行了模擬。研究人員追蹤了碰撞發生後4天來自地球和泰婭早期的物質。最終，模擬產生了一個有軌道的物體，它有可能演變成類似月球的物體。

模擬泰婭與早期地球的碰撞產生了不同的結果，這取決於泰婭最初旋轉的大小和方向，從根本沒有旋轉到像舞池球一樣旋轉，以及順時針旋轉還是逆時針旋轉。

在一種極端情況下，碰撞沿順時針方向最大旋轉，將兩個物體合併在一起；在另一種極端情況下，碰撞沿逆時針方向最大旋轉，則產生了兩個物體的刮擦。

在不向泰婭添加任何自旋的模擬中，產生了一塊自引力的物質，質量約為月球的80%；將少量自旋添加到模擬中後，則創建出另一個類似月球的物體，研究人員將之稱為“原型月球” 。

模擬結果產生的團塊被證明可以安放在撞擊後地球周圍的軌道上，它會通過掃掠圍繞地球的碎片盤而增長。模擬團塊還具有一個類似於月球的小鐵芯，外層材料由早期的地球和泰婭組成。

研究人員表示，儘管模擬結果並不是月球起源的確定證據，但它們是瞭解我們最近的鄰居如何形成的研究進展。他們還計劃進行進一步的模擬，通過改變目標和撞擊器的質量、速度和旋轉速度，來了解其對潛在月球形成的影響。