你有没有想过一个问题:金星和地球,大小差不多,质量差不多,结构也差不多,为什么地球有一颗月亮,金星却什么都没有?
科学家也一直在琢磨这件事。金星常被叫作"地球的孪生兄弟",但这对兄弟之间有一个特别扎眼的差别——金星没有卫星。而一项新研究提出了一个有点狠的猜想:如果金星真的有过一颗月亮,那它大概没留住,被金星自己"吃"掉了。
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它可能真的有过,只是没保住
科学家怀疑金星曾经有过月亮,理由并不玄乎。在太阳系还很年轻的时候,大约45亿年前,太空里的岩石到处乱撞。地球的月亮就是这么来的——一次天体碰撞溅起的碎片,最后聚成了月亮。既然地球是这样,金星大概率也经历过类似的撞击。
所以问题不是"金星有没有可能有过月亮",而是"如果它有过,后来去哪了"。
有人猜,是后来又一次撞击把它撞碎了。但这项新研究给出了另一个答案:不用别人动手,金星自己就会把它拽下来。
研究合著者、加州大学河滨分校的行星科学家斯蒂芬·凯恩说得很直接:"如果它有过一颗月亮——而且它在某个时候很可能确实有过——它不可能留得住。那颗月亮会在相对短的时间内撞到金星上。"
地球的月亮在跑,金星的月亮在掉
这里有个很关键的对比。
地球的月亮,每年都在离我们远去,大约1.6英寸。原因在于地球自转比较快,自转的能量把月亮往外推。
金星正好相反。它转得极慢,金星上的一天,相当于地球上的243天。凯恩和同事怀疑,正是这种慢速自转加上引力,会把一颗月亮往金星身上拉,一路拉到它毁灭为止。
为了验证这个想法,团队做了计算机模拟,模型建立在行星天体如何通过引力相互作用的物理原理上。他们先模拟了地球和月亮的演化,确认模型能正确还原一个已经被研究得很透的系统。然后才把金星放进去,输入不同的自转速度,以及各种不同大小的假想月亮——从地球月亮质量的一半,到地球月亮的十倍。
结果在大多数情景里,那颗月亮都撞上了金星。
其中一组模型预测,如果金星的月亮至少有地球月亮的两倍重,它可能撑过3000万年到17亿年。而整体来看,模拟指向一个规律:月亮越重,死得越快。
想活下来,条件太苛刻了
那有没有可能活下来?有,但条件很刁钻。
两组模型都显示,如果金星的月亮比地球的月亮轻,而且金星当时转得足够快,它有可能一直活到今天。具体来说,那颗卫星形成时,金星需要"一天短于大约12小时"。
但问题是,这种适合月亮存活的条件,"和我们认为的早期金星实际情况并不相符"。
换句话说,能活下来的剧本,金星大概率没拿到。
顺便说一个冷知识:金星是太阳系里最热的行星,表面温度大约872华氏度,热到能把铅熔化。
这项研究没有证明什么
需要说清楚的是,这项研究并没有证明金星一定有过月亮。它只是说:如果曾经有过,那它不会待太久。研究发表在9月14日的《天体物理学杂志》上。
而且这件事极难验证。圣路易斯华盛顿大学的行星地质学家保罗·伯恩没有参与这项研究,他说:"这个想法极难检验,因为金星表面基本上没留下什么痕迹。"金星表面已经被火山活动彻底重造过。
凯恩也承认这很难。他说:"找到直接的观测证据相当困难。"但他认为间接的路子是有的。如果被撞碎的月亮残骸落到了金星上,可能会在金星的表面或大气里留下化学痕迹。
证据也可能藏在金星表面之下。在地球上,地震学研究曾发现过行星深处的结构,可能是当年那次造就月亮的撞击留下的残余。研究人员或许可以在金星上尝试类似的测量。
这件事还牵扯到另一个问题
这项发现还关系到一件事:金星是否曾经具备孕育生命的条件。
一些科学家认为,很久以前,金星表面存在液态水——而液态水被认为是生命存在的关键条件。如果金星历史上真的有一颗大月亮,那颗卫星对海洋的引力影响,可能有助于让这颗行星变得宜居。
但它的毁灭,可能带来了一记能量重击,蒸发了金星上大量的水,并引发失控的温室效应——一种强烈且无法阻止的升温循环——最终造就了今天金星上那层厚重、不宜居的大气。
如果金星真的吞掉了自己的月亮,凯恩认为,"这很可能与金星的失控温室状态有关"。
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