關(guān)于月球的形成,科學(xué)家們一直沒有給出一個(gè)完整的解釋。有人認(rèn)為月球是被地球俘獲的,有人認(rèn)為月球是和地球一起形成的,還有人認(rèn)為月球是從地球上被甩出去的……
不過,這些都不是目前最受認(rèn)可的說法,主流觀點(diǎn)認(rèn)為:月球形成于一顆名為忒伊亞的星球與地球的碰撞。這個(gè)說法雖然也只是假說,但相對來說說服力更強(qiáng)一些??墒?,關(guān)于忒伊亞的假說,最近也在遭受著新的質(zhì)疑。這一次質(zhì)疑,來自于日本的探月工程。
2007年,日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(Japan Aerospace Exploration Agency,簡稱JAXA)發(fā)射了他們的月球探測器:月女神(SELenological and ENgineering Explorer,簡稱SELENE,綽號Kaguya,即文學(xué)作品《竹取物語》中的輝夜姬)探測器,展開了對月球元素豐度、礦物組成、地形、地質(zhì)、重力場、月球和日地等離子體環(huán)境等項(xiàng)目的探測。
在大約21個(gè)月的時(shí)間里,月女神號完成了對月球的探測,并墜毀在月球表面。不過,它留下的數(shù)據(jù),依然可以給我們提供大量有價(jià)值的信息。
(圖片說明:JAXA的月女神號月球探測器)
在月女神號探測器上,日本科學(xué)家安置了一臺離子質(zhì)譜儀,專門用于檢測月球表面的離子,幫助科學(xué)家繪制月球表面離子分布圖。而這臺質(zhì)譜儀檢測的離子之一,就是碳。這項(xiàng)探測是全新的,即使是當(dāng)初NASA的宇航員登陸到月球,也沒有進(jìn)行過相關(guān)檢測,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的科學(xué)家認(rèn)為月球表面不會(huì)含有這么多的碳,所以選擇了忽略。
不過,最近的研究顯示,月球表面的火山碎片中,有可能會(huì)出現(xiàn)碳以及揮發(fā)性水的痕跡。這些痕跡很有可能影響到人類對月球起源的探索,非常重要。因此,日本科學(xué)家拿出了十幾年前的月女神探測數(shù)據(jù),果然發(fā)現(xiàn)了蛛絲馬跡。
在發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的論文中,日本科學(xué)家表示:“這些物質(zhì)在幾乎整個(gè)月球表面都有分布,但是在月球不同區(qū)域的含量是不一樣的?!?/p>
這個(gè)最新的發(fā)現(xiàn),帶來了一個(gè)麻煩,那就是月球的形成理論或?qū)⒚媾R重新建立的可能。
就像我們說的,目前科學(xué)家普遍認(rèn)為月球形成于假說中的忒伊亞行星與地球的碰撞。兩顆天體相撞后,有一個(gè)巨大的碎片被炸到太空中,最終形成了月球,成為了地球的衛(wèi)星。這個(gè)說法不僅僅是科學(xué)家一拍腦門就承認(rèn)的,包括對月球元素的檢測在內(nèi)的很多證據(jù)都可以證明這一點(diǎn),因此忒伊亞假說相對來說更有說服力。
但是,根據(jù)這個(gè)假說,兩顆行星撞擊在一起的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生非常高的溫度,大概有4000-6000開爾文。如果是這樣的,那么撞擊出來的碎片應(yīng)該也會(huì)具有相同的問題。如此高的溫度,會(huì)讓揮發(fā)性物質(zhì)汽化,全部散逸出去,最終導(dǎo)致后來成為月球的這個(gè)碎片只有不揮發(fā)的物質(zhì)殘留,揮發(fā)性物質(zhì)沒有或者極少,科學(xué)家們形象地稱之為“干式”月球。
不過,這些日本科學(xué)家的發(fā)現(xiàn),顯示月球表面仍然含有很多揮發(fā)性物質(zhì)。
當(dāng)然,從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌壬蟻碚f,科學(xué)家必須確定這些揮發(fā)性物質(zhì)不是在月球形成后才出現(xiàn)的。不過,日本科學(xué)家從月女神號探測器傳回的數(shù)據(jù)讀數(shù)中確認(rèn):這些碳不太可能是來自于小行星撞擊時(shí)帶來的,也不能用太陽風(fēng)的沉積來解釋。"據(jù)估計(jì),碳被排放的速率為每平方厘米每秒約5.0×10^4個(gè),這比可能的太陽風(fēng)和微流星體所能提供量要更大。"
此外,在月球的不同區(qū)域,碳的濃度也并不相同。在月球的正面,和較老的高原地區(qū)相比,更年輕的火山玄武巖平原區(qū)域相對更高一些,這也說明:這些碳是掩埋在月表以下,隨著月球的地質(zhì)活動(dòng)才來到月表,而不是從太空中被送到月球的。
由此他們得到結(jié)論:這些碳本來就是屬于月球的,而且已經(jīng)伴隨月球幾十億年了。這就讓科學(xué)家不得不重新思考月球的形成過程——為什么它們沒有在忒伊亞撞擊地球的時(shí)候揮發(fā)掉呢?
當(dāng)然了,這不意味著忒伊亞假說被完全推翻??茖W(xué)家認(rèn)為:也有可能是忒伊亞撞上地球時(shí)溫度并沒有想象中那么高,不足以讓所有的揮發(fā)性物質(zhì)散逸掉。如果是這樣的,那么我們只需要對忒伊亞的模型進(jìn)行一個(gè)修正,那么這個(gè)假說就仍然可以成立。
另外,也有可能忒伊亞假說最終會(huì)被完全推翻。那么,這對于人類來說是個(gè)喜憂參半的消息,喜的是我們意識到了以往的錯(cuò)誤,憂的是重新建立一個(gè)理論將是一項(xiàng)浩大的工程。
不管怎么樣,這次的發(fā)現(xiàn)都已經(jīng)讓我們重新審視自己對月球及月球形成的認(rèn)識。根據(jù)美國國家航空航天局(NASA)的計(jì)劃,他們將在2024年重返月球,派宇航員登陸月球上探索這片我們闊別了50年的星球。到那個(gè)時(shí)候,或許NASA的宇航員可以利用更先進(jìn)的設(shè)備、帶著更明確的目標(biāo),給我們一個(gè)最終的答案。