美国西南研究院（SwRI）与亚利桑那大学的科学家团队近日在国际学术期刊《天文物理期刊通讯》（The Astrophysical Journal Letters）上发表最新研究，指出月球的形成过程可能比人类孕育生命的过程快得多。根据研究，月球可能在地球与一颗火星大小的原始行星“忒伊亚”发生碰撞后，最快仅需 5 小时便直接凝聚成形，这一发现挑战了科学界对月球形成的主流观点。
长期以来，科学界普遍认为，约 45 亿年前，一颗名为“忒伊亚”的火星大小天体猛烈撞击原始地球，随后飞溅出的大量碎片进入太空，并在围绕地球的轨道上缓慢聚合，最终形成今天的月球。然而，这一“大碰撞假说”虽被广泛接受，却始终面临一个棘手的难题：月球与地球的同位素成分惊人相似，而根据缓慢吸积模型，月球应由大量“忒伊亚”碎片构成，其成分应与地球存在明显差异。
月球形成过程的时间大幅缩短
研究团队利用超级计算机进行高分辨率模拟，首次将碰撞天体的内部温度结构与材料强度纳入计算模型。模拟结果显示，月球的形成过程对材料的温度极为敏感：如果地球与“忒伊亚”在碰撞前具有相似的内部温度结构，则碰撞的后果将截然不同。这意味着，碰撞瞬间高温熔融、短时间内彻底混合后，约在 5 小时内便凝聚出一个发育完整、相对独立的原始月球。
研究第一作者、西南研究院博士后研究员阿迪恩·丹顿博士表示：“我们发现，火星大小的原始月球（忒伊亚）的既有地质特征至关重要。当你把地球和月球作为具有地质特性的碰撞体进行模拟时，这会改变月球在撞击中形成的机制。”她进一步解释道：“当我使用与原始撞击建模相同的参数，包括两个天体内部相同的温度结构，大约五小时内，一个完整的月球就出现了。”
这一发现若得到进一步验证，将从根本上改写月球演化时间轴。传统理论认为月球形成耗时数百万年，而新模型将这一过程压缩至不到一天的时间。丹顿表示，“月球可能在一个下午就形成了。”此前的研究通常将碰撞天体视为“流体球”，忽略了岩石的强度特性，而新模型同时考虑了材料强度与温度，为理解地月系统的形成提供了更完整的物理图景。
研究还指出，地球与月球成分的高度相似性，可能源于忒伊亚与原始地球形成于原行星盘的同一区域，而非相距遥远的区域。丹顿在解释月球成分难题时表示：“这为解释月球身世之谜提供了新线索。”她还指出，这一发现有助于解释月球与地球在挥发分含量和成分上的差异。