科学家用计算机模拟确定月球形成所需的条件

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由于月球对地球上的生命如此重要，科学家推测，月球可能是其他行星上孕育生命的一个潜在的有利特征。大多数行星都有卫星，但地球的卫星与众不同，因为它与地球的大小相比很大，月球的半径大于地球半径的四分之一，比大多数卫星与行星的比例大得多。

罗切斯特大学地球和环境科学助理教授Miki Nakajima认为这一区别很重要。在她领导的发表在《自然通讯》上的一项新研究中，她和她在东京理工学院和亚利桑那大学的同事们研究了月球的形成，并得出结论，只有某些类型的行星才能形成相对于其宿主行星而言较大的卫星。

许多科学家历来认为，地球的大卫星是由原地球，处于早期发展阶段的地球大约在45亿年前与一个大型的、火星大小的撞击体之间碰撞产生的。这次碰撞导致地球周围形成了一个部分汽化的圆盘，最终形成了月球。

为了找出其他行星是否能形成类似的大卫星，研究人员在计算机上进行了撞击模拟，其中有一些假设的类似地球的岩石行星和不同质量的冰雪行星。他们希望确定模拟的撞击是否会导致部分汽化的圆盘，就像形成地球卫星的圆盘。

研究人员发现，大于地球质量六倍（6M）的岩质行星和大于一个地球质量（1M）的冰质行星会产生完全蒸发的盘，而不是部分蒸发的盘，这些完全蒸发的盘不能够形成零星的大卫星。研究人员发现，如果行星的质量太大，这些撞击会产生完全气化的盘，因为大质量行星之间的撞击通常比小行星之间的撞击能量更大。

在导致汽化盘的撞击之后，随着时间的推移，汽化盘会冷却，液态小月球，一种月球的构件会出现。在一个完全汽化的圆盘中，圆盘中不断增长的小月球经历了来自汽化的强大气体阻力，非常迅速地落到行星上。相反，如果圆盘只是部分汽化，小月球就不会感受到如此强大的气体阻力。

因此，研究人员得出结论，一个完全汽化的圆盘不能够形成零星的大卫星，行星的质量需要小于研究人员确定的那些阈值，才能产生这样的卫星。研究人员列出的限制条件对于调查我们宇宙的天文学家来说非常重要；研究人员已经探测到了数以千计的系外行星和可能的系外行星，但是还没有明确发现一个围绕太阳系外行星运行的卫星。这项研究可能会给他们一个更好的想法，让他们知道该去哪里寻找可能存在的系外卫星。