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双面月球:月球为何有两副面孔?

发布时间:2019-05-28 16:40:07  作者:漫步宇宙  来源:漫步宇宙  阅读:64

      几十年来,遍布陨坑的月球背面一直困扰着科学家。月球背面的地壳很厚,正面的地壳较薄并且更为光滑。科学家认为在太阳系早期,一颗略小于矮行星的天体曾经撞击月球。正是这场猛烈的撞击让月球背面遍布陨坑。科学家此前认为几十亿年前的地球一度拥有两颗卫星,两颗卫星最终合二为一,导致月球背面坑坑洼洼。
    双面月球:月球为何有两副面孔?
      新研究显示在太阳系形成之初,一颗略小于矮行星的天体(右侧)曾经撞击月球(左侧)。正是这场猛烈的撞击让月球拥有两副截然不同的面孔
      月球是一个非常怪异的天体,但由于月球始终只有一侧朝向地球,你可能没有意识到这一点。实际上,我们看到的月球正面(近侧)与背面(远侧)截然不同,后者的地壳很厚并且遍布陨坑,前者的地壳较薄并且更为光滑。
      自阿波罗时代以来,科学家便试图揭示朝向地球的月球正面为何与背面存在巨大差异。现在,科学家给出了一个比较靠谱的解释:在太阳系形成之初,一颗略小于矮行星的天体曾经撞击月球。正是这场猛烈的撞击让月球拥有两副截然不同的面孔。
    双面月球:月球为何有两副面孔?
      月球的地形(A)、地壳厚度(B)和钍分布在正面与背面存在巨大差异
      科学家一度认为几十亿年前的地球一度拥有两颗卫星,两颗卫星最终合二为一,导致月球远侧地表坑坑洼洼。2012年GRAIL(重力回溯及内部结构实验室的英文首字母缩写)任务获取的测量数据帮助科学家进一步了解月球的结构。数据显示月球背面的地壳厚度超过正面,与正面相比多出一个物质层。相比之下,月球正面的地壳较薄并且更为光滑。
      研究论文合著者、澳门科技大学空间科学研究所的祝梦华(Zhu Menghua,音译)表示:“GRAIL获得的详细重力数据让我们对月球地壳结构有了新的认识。”祝梦华和他的研究小组进行了360次电脑模拟,模拟月球遭受撞击,导致地壳发生变化的各种方案。
    双面月球:月球为何有两副面孔?
      猛烈的撞击能够改变月表的物质分布
      研究小组发现了可能性最大的一种方案:一颗直径大约480英里(约合780公里)的天体以每小时1.4万英里(约合每小时2.25万公里)的速度撞击月球正面。模型显示此次撞击将月表的大量物质喷射到空中,最后又落回月表,导致月球背面的地壳被3到6英里(约合5到10公里)的碎片覆盖。
      地球与月球表面的钾、磷和钨-182等稀土元素的同位素存在差异。这个问题一直困扰着科学家。祝梦华等人的模型给出了一个令人信服的解释。研究人员在论文中指出:“在月球撞击起源说的模拟方案中,我们的模型能够解释同位素之间的差异。”
    双面月球:月球为何有两副面孔?
      登陆月球背面的玉兔二号月球车。科学家希望将嫦娥四号任务获取的数据加入他们的模型
      凯斯西储大学行星动力学教授史蒂夫·豪克表示:“这是一篇令人非常兴奋的论文。了解月球正面和背面差异的源头是月球科学研究的一个根本性问题。实际上,一些行星的两个半球截然不同。不过,我们获取了月球的大量数据,能够测试各种模型和假说。这项研究的意义并不仅限于探月任务,对其它星球的勘测同样能够产生积极影响。”
      科学家希望将一系列探月任务获取的数据加入他们的模型,包括中国的嫦娥四号任务。2019年1月,嫦娥四号登陆月球背面。通过对嫦娥四号获取的数据进行分析,科学家发现登陆区的陨坑表面存在来自于月球内部的物质。这进一步证明月球曾在至少39亿年前遭受过一次猛烈撞击。研究论文刊登在美国地球物理联合会的《地球物理学研究杂志:行星》上。
    双面月球:月球为何有两副面孔?
      “阿波罗16”号任务拍摄的月球暗面照
      什么是月球背面?
      月球远侧通常被称之为“暗面”或者“背面”。与近地侧一样,暗面也获得大量光照,只不过一直背对着地球而已。1959年,人类第一次看到月球背面,当时前苏联的“月球3”号飞船传回了月球背面的首批照片。1968年,“阿波罗8”号宇航员环绕月球飞行,成为第一批亲眼看到月球暗面的人。
      在此之后,美国宇航局和其它航天机构实施了一系列探月任务,对月球暗面进行成像,包括宇航局的“深度撞击”飞船。2008年,这艘飞船从3100万英里(约合4900万公里)外的距离拍摄月球暗面。月球暗面是一个尚未被深入勘测的区域,分布着大量山脉,地形非常复杂,成功登陆的难度远超正面。2019年1月,中国的嫦娥四号成功登陆月球暗面,就此创造了历史。