如果地球有兩個月亮,那會如何?
月亮是黑夜女王,人類數千年來為之癡迷。它陪伴了我們的地球約45億年,使地球自轉軸的傾斜角度保持穩定,並保護地球免受小行星的襲擊。引潮力經常被視作生命得以出現的因素之一,它像哄嬰兒似的輕輕搖晃著海洋。月亮為我們提供了劃分時間的方式,避免地球上隻有單調的白晝。在曆史的早期還沒有文字,天空就像一幅巨大的地圖,反映著宇宙和生命。我們的祖先通過觀察星星發現了一些圖像,並將它們與一些神話傳說結合在一起,盡管這些傳說的來源早已無人知曉。對今天的我們來說,這些傳說就像是童話,但曾經它們可是人類的生存手冊。天上的群星預示著季節變換、動物遷徙和豐收將至。但真正的主角還數月亮,它劃分日夜從不出錯,它的外貌會改變,但每隔29天半又變回原樣。月份,甚至曆表的概念都源於它。人類發現的最古老的曆表正是月曆。太陽係裏幾乎每顆行星都有自己的衛星隊伍,而地球比較特殊,隻有一個月亮。這就使人不禁想問,如果地球和火星一樣有兩個衛星,或是和氣態巨行星一樣有多個衛星,那會發生什麽?答案十分簡單:一場大亂。
自然衛星形成的機製有四種。第一種最好理解:它和行星一塊兒形成。比如氣態巨行星的衛星,它們由行星形成之初遺落在軌道上的物質組成,而這些行星則起源於新生太陽的塵環。一些平行或共麵的衛星係統就由這一機製形成,這些衛星的運動軌跡十分規律。衛星形成的第二種方式是劇烈撞擊,我們的月亮就是這樣誕生的。地球雛形才形成1億年時,另一個和火星一般大的行星雛形就斜著撞向了我們。天文學家叫它忒伊亞(Theia),用以紀念希臘月亮女神塞勒涅(Selene)的母親。這次撞擊致使忒伊亞的大部分物質轉變成了氣體,它的鐵質核心落到了地球雛形上,與已經成型的地球核心融為一體。這次撞擊產生的熱量導致整個地球變成了**,大致形成了今天的地軸傾斜角,地球自轉也大大加快,一天隻有6小時。撞擊僅過去1個世紀,被拋上軌道的物質便濃縮、聚積,並形成了月亮,當時月亮與地球的距離不到今天的1/10。之後數十億年裏,地球與月亮之間的潮汐力像跳芭蕾似的,將前者的能量慢慢轉移給後者,使地球自轉周期一直拉長到今天的24小時,使月亮越走越遠。大碰撞的機製能產生與行星距離很近的巨大衛星,有人猜測冥王星-卡戎係統(sistema Plutone-Caronte)也是這麽形成的。形成衛星的第三種方式是裂變。一顆剛形成的液態行星雛形能夠快速自轉,甚至足以使自身分離,甩出一“滴”**繞其公轉。這曾是月亮形成原因的一種猜想,而且還是查爾斯·達爾文(Charles Darwin)的兒子喬治(George)提出來的,不過已被阿波羅探月計劃徹底駁倒。今天的太陽係裏沒有一顆衛星是通過這種方式形成的。最後一種是軌道捕獲機製,也同樣重要。相對軌道上的一對天體在距離行星非常近時會受到幹擾。其中一個天體會比另一個略微更靠近行星,由此產生的影響將會拆散這對天體,使其中一個繞行星公轉,另一個遠離該行星。火星就是通過此方法捕獲到了它的兩顆衛星,這也是氣態巨行星有數十顆不規則衛星的原因:它們不過是被“捕獲”的小行星而已。