月球最早形成的时间是什么时候?

作者:小菜 更新时间:2024-04-06 点击数:
简介:据《今日宇宙》(Scott Alan Johnston):天文学家非常确信他们知道月球是从哪里来的。

在太阳系早期,一个被称为忒伊亚的火星大小的物体撞击地球。

这场灾难性的碰撞将大量物质撞击到轨道上,这些物质结合并冷却到月球上。

但是,确定这种情况发生的确切时间是一项艰巨的任务。

上个月,在得克萨斯

【千问解读】

  据《今日宇宙》(Scott Alan Johnston):天文学家非常确信他们知道月球是从哪里来的。

在太阳系早期,一个被称为忒伊亚的火星大小的物体撞击地球。

这场灾难性的碰撞将大量物质撞击到轨道上,这些物质结合并冷却到月球上。

但是,确定这种情况发生的确切时间是一项艰巨的任务。

  上个月,在得克萨斯州林地举行的第55届月球和行星科学年会(LPSC 2024)上,研究人员提出了一个新的事件时间表,该事件比之前的预测更早,即太阳系形成后仅5000万年。

  确定这一巨大撞击事件的年代很有挑战性,因为现有的证据相互矛盾,讲述的故事并不一致。

  一条证据来源于行星轨道。

撞击最有可能的原因是木星轨道的不稳定,这将在太阳系的前1亿年内将像Theia这样的物体抛入地球轨道。

如果这种轨道不稳定在以后发生,内行星的路径就会被打乱,木星的特洛伊小行星,如双星对Patroclus和Menoetius(美国国家航空航天局的露西飞船计划在2033年访问),将不会留在我们今天看到的位置。

  根据这些轨道观测的最佳估计,撞击发生在太阳系形成后3700万至6200万年之间。

研究人员认为,月球在撞击后约1000万年内会从岩浆湖冷却成固体表面。

  然而,地质证据似乎在讲述一个不同的故事。

已知最早的月球岩石形成时间要晚得多,似乎是在大约2.08亿年前由岩浆结晶而成。

同样,地球上的岩石似乎在大约2.18亿年前就形成了一个合适的地壳。

  第三个测年方案是通过测量元素铪衰变为钨来完成的,它再次提前了碰撞日期,表明月球核心形成于约5000万年前。

  对月球形成的任何解释都需要考虑到所有这些证据类型。

  LPSC 55提出的方案正是这样做的。

它们表明,大约5000万年前发生了早期碰撞,随后经历了1000万年的冷却期。

但月球随后经历了一个重新加热的循环,最终在2亿年大关再次冷却。

  再加热过程是这一理论的关键,如果它是正确的,它可能是由潮汐力引起的。

根据这一理论,月球绕地球的轨道还不稳定,在撞击后的几年里,它的倾角和离心率增加了,挤压、拉伸了月球并使其液化。

今天,这些潮汐过程也发生在其他卫星上:例如,在木星周围,我们看到它们在木卫一上形成火山,在木卫二上形成液态海洋。

  剧烈的二次撞击也可能减缓了冷却过程,因为最初撞击的残余物质在数百万年内撞击月球。

  该团队还增加了一项新的证据,加强了大约5000万年前早期巨大撞击的证据。

与铪-钨衰变方法类似,该团队测量了地球上铷源衰变为锶的过程,给出了支持早期数据的独立估计。

罕见的类星体三重态形成了宇宙中最大质量的物体之一

Frontera上的超级计算机模拟揭示了超大质量黑洞的起源,超大质量黑洞被认为是整个宇宙中存在的最大质量的物体。

这里显示的是Astrid模拟中以最大质量类星体(BH1)及其宿主星系环境为中心的类星体三重态系统。

红色和黄色的线在BH1的参考系中标记了另外两个类星体(BH2和BH3)的轨迹,因为它们螺旋进入彼此并合并。

Credit: DOI 10.3847/2041-8213/aca160(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(by University of Texas at Austin):超大质量黑洞是宇宙中质量最大的物体。

它们的质量可以达到几百万到几十亿个太阳质量。

德克萨斯高级计算中心(TACC)的Frontera超级计算机上的超级计算机模拟帮助天体物理学家揭示了大约110亿年前形成的超大质量黑洞的起源。

“我们发现超大质量黑洞的一个可能形成渠道是大质量星系的极端合并,这最有可能发生在‘宇宙正午’时期,”哈佛-史密森天体物理中心的博士后研究员岳影·倪说。

倪是2022年12月发表在天体物理学杂志《快报》上的论文的第一作者,该论文发现了三重类星体合并形成超大质量黑洞,三重类星体是由落入嵌套超大质量黑洞的气体和尘埃照亮的三个星系核心系统。

计算机模拟与望远镜数据携手合作,帮助天体物理学家填补恒星和黑洞等奇异物体起源的缺失部分。

迄今为止最大的宇宙学模拟之一被称为Astrid,由Ni共同开发。

这是星系形成模拟领域中最大的粒子或内存负载模拟。

“Astrid的科学目标是研究星系的形成,超大质量黑洞的合并,以及宇宙历史上的再电离,”她解释道。

Astrid对跨越数亿光年的大量宇宙进行建模,但可以放大到非常高的分辨率。

Ni使用德克萨斯高级计算中心(TACC)的Frontera超级计算机开发了Astrid,这是美国最强大的学术超级计算机“Frontera是我们从一开始就在Astrid中使用的唯一系统。

这是一个纯粹的基于Frontera的模拟,”倪继续说道。

Frontera是Ni Astrid模拟的理想选择,因为它能够支持需要数千个计算节点的大型应用程序,这些节点是处理器和内存的独立物理系统,它们被组合在一起用于一些最复杂的科学计算。

“我们使用了2,048个节点,这是大型队列中允许的最大值,来启动例行模拟。

这只有在像Frontera这样的大型超级计算机上才有可能,”倪说。

她在Astrid模拟中的发现显示了一些完全令人难以置信的东西——黑洞的形成可以达到100亿太阳质量的理论上限。

“这是一项极具计算挑战性的任务。

但你只能通过大容量模拟来捕捉这些罕见和极端的物体,”倪说。

“我们发现的是三个超大质量黑洞,它们在宇宙正午聚集它们的质量,这是110亿年前恒星形成、活动星系核(AGN)和超大质量黑洞达到其活动峰值的时候,”她补充道。

宇宙中大约一半的恒星诞生于宇宙正午。

它的证据来自许多星系调查的多波长数据,如大天文台起源深度调查,来自遥远星系的光谱告诉它的恒星年龄,恒星形成历史,以及内部恒星的化学元素。

“在这个时期,我们发现了三个大质量星系的极端和相对快速的合并,”倪说。

“每个星系的质量都是我们银河系的10倍,每个星系的中心都有一个超大质量黑洞。

我们的发现表明,这些类星体三重态系统有可能是那些罕见的超大质量黑洞的前身,在这些三重态相互引力作用并相互融合之后。

”此外,在宇宙正午对星系的新观测将有助于揭示超大质量黑洞的合并和超大质量黑洞的形成。

来自詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的高分辨率星系形态细节数据正在滚滚而来。

“我们正在进行Astrid模拟JWST数据的模拟观测,”倪说。

“此外,未来基于太空的美国宇航局激光干涉仪空间天线(LISA)引力波天文台将让我们更好地了解这些大质量黑洞如何合并和/或聚结,以及宇宙历史上的层次结构、形成和星系合并,”她补充道。

“对于天体物理学家来说,这是一个令人兴奋的时刻,很高兴我们可以通过模拟对这些观测进行理论预测。

”倪的研究小组还计划对AGN星系进行系统的研究。

“对于JWST来说,它们是一个非常重要的科学目标,确定了AGN宿主星系的形态,以及它们与宇宙正午期间银河系的广泛人口相比有何不同,”她补充道。

倪说:“能够使用超级计算机真是太好了,这种技术可以让我们非常详细地模拟宇宙的一部分,并根据观察结果做出预测。

月球背面真的有外星物种存在吗?

在浩瀚无比的宇宙中到底有没有外星物种,对于这个问题,每个人有各自的观点,有的人认为宇宙中根本不存什么外星物种,高智慧生命体只不过是人类们的幻想,但是著名物理学家宇宙怪才宇宙怪才霍金却坚信宇宙中有外星物种的存在,今日更是有消息传出外星物种其实就在月球背面。

有外星物种存在吗?在宇宙中有着超过1000亿个星系,而且每个星系都包含着无数的星球,从这个数字上就可以判断出宇宙中有外星物种的存在,而真正的挑战就是弄明白外星物种长什么样,它们科技文明的发达程度。

外星物种有可能是以微生物或初初级生命的形式存在着,但不排除能威胁人类的智能生物。

1969年美国阿波罗11号”宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林踏足月球时,曾看到了3个直径15米到30米的不明飞行物,当时宇航员阿姆斯特朗向NASA指挥中心报告。

“阁下,那儿有许多大东西!老天,它们真的非常大!它们正坐在大陨坑的另一头,它们正在月球上看着我们到来!”没人知道阿姆斯特朗说的是什么,因为NASA已经迅速切换到了安全通讯频道,防止阿姆斯特朗后来说的话被全世界听到。

阿姆斯特朗的助手多年后回忆说:“三个直径15米到30米的UFO曾逼近到距他们的飞船只有一米远的地方。

”米切尔称,从上世纪40年代起,外星物种一直在试图与人类进行接触,而美国航天机构的许多内幕人士甚至亲眼看到过外星物种,它们就存在于月球的背面。

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