月球不是規(guī)則球形,而是極直徑略小于月球赤道(以下簡(jiǎn)稱“赤道”)直徑的天體。仔細(xì)觀察月球形狀,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它好像被人用拇指和食指捏住兩極“擠”過一樣。
這一現(xiàn)象并不奇怪,因?yàn)樵诰眠h(yuǎn)的月球形成初期,月球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力可能使巖漿尚未冷卻的月球赤道地區(qū)“鼓”出一塊。然而,這只是關(guān)于月球形狀的種種假設(shè)之一,盡管人類已經(jīng)登上月球,但眾多的月球之謎仍有待科學(xué)家一一破解。
謎團(tuán)一橫截面像個(gè)橄欖球
早在18世紀(jì)末,法國(guó)數(shù)學(xué)家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯就注意到,形狀不規(guī)則的月球自轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生“顫抖”。中學(xué)生科技網(wǎng) http://m.lgmparts.com
月球赤道直徑約3476千米,比極直徑約長(zhǎng)4千米,說明月球形狀不規(guī)則的程度較輕微。
但參照月球27天7小時(shí)43分鐘11.5秒的自轉(zhuǎn)周期,赤道直徑與極直徑的長(zhǎng)度差異仍比理想值大了一些。
“謎團(tuán)在于月球太扁了,”美國(guó)麻省理工學(xué)院地球物理學(xué)與行星科學(xué)教授瑪麗亞·T·朱伯告訴《紐約時(shí)報(bào)》記者。
20世紀(jì)六七十年代,太空探測(cè)器發(fā)現(xiàn),處于月球與地球地心連線上的月球半徑被拉長(zhǎng),也就是說,如果沿赤道把月球分成兩半,截面不是正圓,而是像橄欖球一樣的橢圓,“球尖”指向地球。
但迄今無(wú)人能就月球當(dāng)前形狀的成因給出完全令人信服的解釋。
謎團(tuán)二兩面“長(zhǎng)相”完全不同
一般認(rèn)為,45億年前,一個(gè)火星大小的天體撞擊地球,產(chǎn)生的部分碎片形成月球,但這也僅限于推測(cè)。
月球形狀的另一個(gè)謎團(tuán)是,月球面對(duì)地球一面在物質(zhì)構(gòu)成及外貌方面與背對(duì)地球一面差異很大:前者地殼比另一面地殼薄許多,并擁有由玄武巖構(gòu)成的廣闊平原,這些平原被稱為月海,這是很久以前月球表面火山噴發(fā)的結(jié)果。背對(duì)地球的一面地殼厚很多,有更多隕石坑,幾乎沒有月海。
一定程度上,月海中密度較高的玄武巖使月球的質(zhì)量中心不在幾何中心,偏離了約1.6千米。但是,遷移的發(fā)生過程尚不清楚。
“那將成為一個(gè)好的研究計(jì)劃,”加拿大約克大學(xué)天文學(xué)教授基莫·因納寧說。
法國(guó)人拉普拉斯在18世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)月球形狀不規(guī)則難能可貴,然而,他沒有看到的是,月球正在逐漸遠(yuǎn)離地球。
謎團(tuán)三正在逐漸遠(yuǎn)離地球
幾十年前“阿波羅”號(hào)登月時(shí),宇航員在月球表面安放了一面鏡子。此后,科學(xué)家從地球上向這面鏡子發(fā)射激光,并通過激光往返時(shí)間測(cè)算月地距離。結(jié)果顯示,月球每年遠(yuǎn)離地球約3.8厘米。
現(xiàn)在的月球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期相同,所以它的一面總是朝向地球??茖W(xué)家估計(jì),和現(xiàn)在約38萬(wàn)千米的距離不同,早期的月地距離可能只有約2.6萬(wàn)千米。由于天體運(yùn)行軌道半徑與天體轉(zhuǎn)速有關(guān),按照這一假設(shè),1比1的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)周期比可能解釋當(dāng)前月球形狀不規(guī)則的現(xiàn)象。
還有一些科學(xué)家假設(shè),月球形成初期的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)周期比為3比2,也就是公轉(zhuǎn)2周期間自轉(zhuǎn)3周,這種情況至多持續(xù)了幾億年,最后因?yàn)槌毕Χ赞D(zhuǎn)降速,自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)比穩(wěn)定為1比1。計(jì)算結(jié)果表明,這段自轉(zhuǎn)比公轉(zhuǎn)快的時(shí)期可能提供足夠的力,為月球形成目前的形狀準(zhǔn)備了條件。
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