超算模擬天體大碰撞顯示：月球可能在數(shù)小時而非千年內(nèi)形成
來源: 科技日報 2022-10-11 15:40:26
英國科學(xué)家借助超級計算機(jī)，模擬了地球和一顆名為“忒伊亞”的原行星碰撞后可能產(chǎn)生的影響，得出結(jié)論稱，月球可能是在忒伊亞將地球撞掉一大塊并將脫離的部分拋入太空后迅速形成的，所需時間可能并非此前認(rèn)為的數(shù)千年，而是短短數(shù)小時。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《天體物理學(xué)雜志通訊》。
自20世紀(jì)70年代以來，就有觀點(diǎn)認(rèn)為：月球可能是由地球與火星大小的忒伊亞相撞形成，這次巨大的撞擊可能形成了一個龐大的碎片地帶，該地帶歷經(jīng)數(shù)千年慢慢形成了月球。但最新研究認(rèn)為，月球的形成可能只花了幾個小時。
為研究撞擊導(dǎo)致月球形成的各種情形，杜倫大學(xué)計算宇宙學(xué)家雅各布·克格賴斯等人利用該校的超級計算機(jī)“宇宙學(xué)機(jī)器”(COSMA)，運(yùn)行了一個計算機(jī)程序，該程序?qū)ｉT用于模擬復(fù)雜且不斷變化的引力和流體動力網(wǎng)。
通過COSMA對地球—忒伊亞撞擊進(jìn)行的數(shù)百次角度、旋轉(zhuǎn)方式及速度各異的模擬，研究人員成功地以前所未有的分辨率為這次碰撞導(dǎo)致的后果建模。這些模擬的分辨率由其所使用的顆粒數(shù)目決定。對于巨大的撞擊，科學(xué)家通常使用10萬到100萬個顆粒，但最新研究使用了1億個顆粒，以獲得更高分辨率。
模擬顯示，月球由被拋出的地球碎塊和忒伊亞碎片在幾個小時內(nèi)形成，這就提出了月球一次形成理論。該理論可為月球的顯著特征，如寬闊且傾斜的運(yùn)行軌道、部分熔化的內(nèi)核及纖薄的外殼提供清晰且簡潔的解釋。
研究人員表示，美國國家航空航天局(NASA)未來的阿爾忒彌斯任務(wù)將從月球表面采集巖石和塵埃樣本，對這些樣本進(jìn)行詳細(xì)分析將有助于進(jìn)一步揭示月球的組成及演化歷程，也可揭示地球是如何形成并成為生命庇護(hù)所的。(科技日報記者 劉霞)
標(biāo)簽： 超算模擬 天體大碰撞顯示 月球可能在數(shù)小時 而非千年內(nèi)形成
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