新的“碰撞链”模型 用于岩石内部行星形成的大撞击假说

　　伟大的思想花了很多年试图解开我们太阳系的深层历史。与柏拉图的完美球体相去甚远，目前的想法是，当地球和金星正在清理它们的轨道时，月球是由一个名为忒伊亚的火星大小的撞击器撞向地球形成的。但这可能不是全部。在《行星科学杂志》的两篇报道中，一组科学家发表了一个新的“碰撞链”模型，用于我们岩石内部行星形成的大撞击假说，它挑战了我们对金星、地球和月球如何度过青春的叙述。

　　团队负责人 Erik Asphaug解释说：“作者证明了一个想法，即巨大的影响可能不是我们认为的有效合并。”“我们发现大多数巨大的撞击，即使是相对‘缓慢’的撞击，都是肇事逃逸。这意味着要让两颗行星合并，你通常首先必须在一次肇事逃逸的碰撞中减慢它们的速度。”Asphaug 说。“将巨大的撞击（例如月球的形成）视为单一事件可能是错误的。更有可能是连续发生了两次碰撞。”

　　为了证明他们的想法，作者专注于金星和地球。Alexandre Emsenhuber在博士后研究期间撰写了这两篇论文中的第一篇，他在报告中表示，年轻的地球本可以充当一种动力屏障，减缓撞击物的进入速度。地球会剥夺它们的动力，使它们减速。Emsenhuber 说：“我们认为，在太阳系形成期间，早期地球就像金星的先锋。”

　　为了解释先锋效应，Emsenhuber 使用了一个弹跳球的类比。一个来自外太阳系的物体就像一个从楼梯上弹下来的球，每次弹跳都代表着与另一个物体的碰撞。

　　“在这个过程中，球会失去能量，你会发现它总是在楼下弹跳，而不会在楼上弹跳。”他说。“正因为如此，身体再也无法离开内太阳系了。你通常只下楼，朝着金星去，一个与金星相撞的撞击器很高兴留在太阳系内部，所以在某个时候它会再次撞击金星。”

　　与第一篇论文同时发表的第二篇论文使用机器学习从巨大撞击的 3D 模拟中构建预测模型。该团队测试了他们对肇事逃逸和合并碰撞的预测能力，以模拟 1 亿年期间的类地行星形成。作者进一步提出并展示了他们关于月球形成的肇事逃逸情景。

　　“相对而言，月球的标准模型需要非常缓慢的碰撞。”Asphaug 说：“它产生的月球主要由撞击行星组成，而不是原地球，这是一个主要问题，因为月球已经一种与地球几乎相同的同位素化学。”

　　在团队的新场景中，一颗大约火星大小的原行星撞击地球，就像标准模型一样。地球不是简单地一次性吸积忒伊亚，而是撞击器在一大片泥泞的混乱中反弹。它会在大约一百万年后返回另一次巨大的撞击，这次移动得更慢——第二次通过可能是更好地将我们的模型与我们所看到的保持一致的关键。

　　“双重撞击不仅仅是一个单一事件，它可以解释地球和月球的同位素相似性，以及第二次缓慢的合并碰撞最初是如何发生的。”

　　它还可以解释地球和金星的不同化学成分。Asphaug 补充说：“因为撞击地球的撞击物会被抛到更深的太阳引力井中，地球会从正面撞击的碰撞中吸积大部分物质，或者比金星经历的碰撞速度慢，更倾斜和更高速度的地球碰撞将优先在金星上结束。”

　　“你会认为地球由更多来自外系统的物质组成，因为它比金星更靠近外太阳系。由于地球处于先锋地位，这实际上使金星更有可能吸积太阳系外的物质。”