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月球正面和背的差異之謎,或是與巨大的物體相撞造成

無論何時何地,因月轉和繞地公轉的緣故,我們看到的總是月亮的同一面(面對地球的正面)。不過隨科技發展,科學家發現月球背面和正面“容貌”存在著巨大的差異,但一直未求甚解。

據英國《每日郵報》5月22日報導,日前發表在《地球物理研究-行星》上一項研究報告稱,月球背面和正面之所以存在如此大的差異,或因月球形成時早期與一個巨大的物體相撞,如小行星或者是矮行星。

自半世紀前的阿波羅時代,科學家就已觀察到月球有兩個面孔。月球的正面是一個開闊低窪的盆地,相對來說比較平;而月球背面都是由起伏不平的山地所組成,地形凹凸懸殊,劇起劇伏,從拍到的圖片看就是坑坑窪窪的。

而在2012年,美國NASA的“重力恢復與內部實驗室”(GRAIL)任務完成了對月球結構的測量,發現了更多不同的細節。如月球的最長半徑和最短半徑都在月背。月背的外殼更厚、比正面多了一層高密度物質,月球正面重力偏小等等一系列問題讓科學家數十年來困惑不已,也產生了許多假說。

來自澳門科技大學空間科學研究所的孟華珠(Meng Hua Zhu)博士帶領的團隊,借助GRAIL的數據,通過計算機模擬來測試不同的月球早期撞擊場景。在進行了360次模擬之後,團隊確定了一個最合理、最接近的月球今天不對稱的原因。

那就是月球在形成固體外殼後,一個大約480英裡(780公里)直徑的物體以每小時14000英裡(22500公里)的速度撞擊月球。或者是一個稍小的450英裡(720公里)直徑的物體以每小時15000英裡(24500公里)的速度撞擊月球。

在碰撞過程中,會產生大量物質。而模擬顯示,這些物質被拋向月球遠端,讓其頂部增加3至6英裡(5至10公里)的物質。所以這也是月球背面比正面外殼更厚的合理解釋。

不過這個厚度不是唯一證據。據科學家研究,月球月球的成分和地球很相似,學界主流認同月球是被一顆巨大的矮行星從地球上撞出來的,從地球上分離出來的碎片被引力聚合形成了月球。但月球表面鉀、磷和鎢-182等稀土元素含量遠高於地球,所以團隊認為這些額外的元素來自相撞的物體。

這個研究是否有說服力因人而異,但日前有消息傳出,我們的嫦娥四號在月球背面月壤中發現存在以橄欖石和低鈣輝石為主的月球深部物質,這可以幫助人類進一步認識月球的形成與演化。

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