阿波罗计划带回的382千克样本,让科学家发现了什么( 七 )

颠覆太阳系

研究月球得出的结论同样也可以引申到其他行星体。其中最重要的也许是关于太阳系演变的尼斯模型(在法国尼斯提出,因此得名)。根据这个模型,太阳系外侧的巨行星在形成初期原本十分靠近彼此。几亿年后,它们的轨道变得很不稳定,以至于土星、天王星和海王星迅速向外扩散,迁移到了现在的轨道位置。它们离太阳的距离也变得更远了。巨大的行星在迁移到现在的位置后,变得更靠近太阳系外侧的柯伊伯带,于是它们把这片区域的物质向内拉,使陨石与太阳系内的行星和卫星发生撞击,并在整个太阳系中引发混乱。

这个模型听起来可能有些牵强,但它优雅地解释了一系列我们在宇宙中观察到的现象。例如,通过给“阿波罗”号的样品定年、分析撞击坑的细节,科学家发现了一系列重要的现象。在月球形成7亿年时,太阳系内行星被陨石撞击的灾难性事件抵达了巅峰,这次事件也被称为“后期重轰炸”(late heavy bombardment)。最初,科学家无法找到简单的解释,很难说明为什么撞击会在这一时期迎来高峰。尼斯模型却能解决这个问题,它预测的混乱撞击期恰好就发生在这个时期。

除了告诉我们太阳系的演化史,来自月球的样品还可以帮助科学家研究行星表面的化学变化。“太空风化”(Space weathering)是指在没有大气层的情况下,天体经历物理和化学风化的过程。仔细分析来自阿波罗计划的月壤样品后,科学家发现月壤是由胶结物(agglutinates)、熔融玻璃以及微型颗粒冲击形成的矿物碎屑组成的。随着时间推移,胶结物可以占成熟月壤成分的60%到70%。有一种微型金属铁球也是太空风化的产物,被称为纳米铁。它可以聚集在月壤的外层,使表面变得暗淡。现在,我们已经知道有很多因素可以造成太空风化,其中包括太阳辐射、温度的巨幅波动,以及微型陨石的不断轰击。

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