美國西南研究院（SwRI）與亞利桑那大學的科學家團隊近日在國際學術期刊《天文物理期刊通訊》（The Astrophysical Journal Letters）上發表最新研究，指出月球的形成過程可能比人類孕育生命的過程快得多。根據研究，月球可能在地球與一顆火星大小的原始行星“忒伊亞”發生碰撞後，最快僅需 5 小時便直接凝聚成形，這一發現挑戰了科學界對月球形成的主流觀點。
長久以來，科學界普遍認為，約 45 億年前，一顆名為“忒伊亞”的火星大小天體猛烈撞擊原始地球，隨後飛濺出的大量碎片進入太空，並在圍繞地球的軌道上緩慢聚合，最終形成今天的月球。然而，這一“大碰撞假說”雖被廣泛接受，卻始終面臨一個棘手的難題：月球與地球的同位素成分驚人相似，而根據緩慢吸積模型，月球應由大量“忒伊亞”碎片構成，其成分應與地球存在明顯差異。
月球形成過程的時間大幅縮短
研究團隊利用超級計算機進行高分辨率模擬，首次將碰撞天體的內部溫度結構與材料強度納入計算模型。模擬結果顯示，月球的形成過程對材料的溫度極為敏感：如果地球與“忒伊亞”在碰撞前具有相似的內部溫度結構，則碰撞的後果將截然不同。這意味著，碰撞瞬間高溫熔融、短時間內徹底混合後，約在 5 小時內便凝聚出一個發育完整、相對獨立的原始月球。
研究第一作者、西南研究院博士後研究員阿迪恩·丹頓博士表示：“我們發現，火星大小的原始月球（忒伊亞）的既有地質特徵至關重要。當你把地球和月球作為具有地質特性的碰撞體進行模擬時，這會改變月球在撞擊中形成的機制。”她進一步解釋道：“當我使用與原始撞擊建模相同的參數，包括兩個天體內部相同的溫度結構，大約五小時內，一個完整的月球就出現了。”
這一發現若得到進一步驗證，將從根本上改寫月球演化時間軸。傳統理論認為月球形成耗時數百萬年，而新模型將這一過程壓縮至不到一天的時間。丹頓表示，“月球可能在一個下午就形成了。”此前的研究通常將碰撞天體視為“流體球”，忽略了岩石的強度特性，而新模型同時考慮了材料強度與溫度，為理解地月系統的形成提供了更完整的物理圖景。
研究還指出，地球與月球成分的高度相似性，可能源於忒伊亞與原始地球形成於原行星盤的同一區域，而非相距遙遠的區域。丹頓在解釋月球成分難題時表示：“這為解釋月球身世之謎提供了新線索。”她還指出，這一發現有助於解釋月球與地球在揮發分含量和成分上的差異。
