没有坚持的东西出现了：月球和行星实验室的研究人员通过机器学习和对巨大撞击的模拟发现，位于太阳系内部的行星很可能是从反复的肇事逃逸碰撞中诞生的，这对传统的撞击模型提出了挑战。行星形成。
行星的形成——由崎岖的小行星和微型行星组成的翻滚、旋转的云形成整齐、圆形、独特的行星的过程——可能比大多数科学家愿意承认的更加混乱和复杂，根据研究人员领导的新研究。亚利桑那大学月球和行星实验室。
这些发现挑战了传统观点，即较小的积木之间的碰撞使它们粘在一起，随着时间的推移，反复碰撞会为不断增长的婴儿星球积累新的物质。
取而代之的是，作者提出并证明了一种新的“肇事逃逸”情景的证据，在该情景中，前行星天体在穿越内太阳系的旅程中花费了很大一部分时间，彼此碰撞并相互弹跳。稍后再次相遇。由于第一次碰撞而减速，他们下一次更有可能粘在一起。想象一场台球比赛，球会停下来，而不是用雪球向雪人投掷，你就明白了。
该研究发表在 9 月 23 日出版的《行星科学杂志》上的两份报告中，其中一份侧重于金星和地球，另一份侧重于地球的月球。根据由行星科学和 LPL 教授 Erik Asphaug 领导的作者团队的说法，这两份出版物的核心是一个在很大程度上未被认识到的观点，即巨大的撞击并不是科学家认为的有效合并。
“我们发现，大多数巨大的撞击，即使是相对‘慢’的撞击，都是肇事逃逸。这意味着要让两颗行星合并，你通常首先必须在肇事逃逸的碰撞中减慢它们的速度，”Asphaug说过。“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两次碰撞。”
一种含义是，尽管金星和地球在太阳系内部是近邻，但在它们作为行星的成长过程中会有非常不同的经历。在这篇由 Alexandre Emsenhuber 领导的论文中，他在 Asphaug 实验室的博士后研究期间完成了这项工作，现在在慕尼黑的路德维希马克西米利安大学，年轻的地球本来可以减缓相互交错的行星体的速度，使它们最终更有可能发生碰撞与并坚持金星。
“我们认为，在太阳系形成期间，早期地球就像金星的先锋，”Emsenhuber 说。
太阳系就是科学家所说的重力井，这是科学展览中一个受欢迎的吸引力背后的概念。游客将一枚硬币扔进漏斗形的重力井，然后看着他们的现金在落入中心孔之前完成几个轨道。行星离太阳越近，行星受到的引力就越强。这就是为什么这些研究所关注的太阳系内部行星——水星、金星、地球和火星——绕太阳运行的速度比木星、土星和海王星还要快。因此，物体离太阳越近，它就越有可能留在那里。
Asphaug 解释说，因此当一颗闯入的行星撞击地球时，它不太可能粘在地球上，而更有可能最终到达金星。
“地球就像一个盾牌，是抵御这些撞击行星的第一站，”他说。“更有可能的是，一颗从地球上反弹的行星将撞击金星并与之合并。”
Emsenhuber 用一个球从楼梯上弹下来的比喻来说明是什么驱动了先锋效应：一个来自外太阳系的物体就像一个从楼梯上弹下来的球，每次弹跳都代表与另一个碰撞身体。
“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，身体不能再离开内太阳系了。你通常只能下楼去金星，与金星相撞的撞击器很高兴留在内太阳系，所以在某个时候它会撞击又是维纳斯。”
地球没有这样的先锋来减缓其相互交错的行星的速度。作者认为，这导致了传统理论无法解释的两个相似大小的行星之间的差异。
Emsenhuber 说：“普遍的想法是，行星是否发生碰撞并且不会立即合并并不重要，因为它们会在某个时候再次相遇然后合并。” “但这不是我们发现的。我们发现它们最终更频繁地成为金星的一部分，而不是返回地球。从地球到金星比反过来更容易。”
为了跟踪所有这些行星轨道和碰撞，以及最终它们的合并，该团队使用机器学习从巨大撞击的 3D 模拟中获得预测模型。然后，该团队使用这些数据快速计算轨道演化，包括肇事逃逸和合并碰撞，以模拟1 亿年过程中的类地行星形成过程。在第二篇论文中，作者提出并展示了他们对月球形成的撞击和奔跑返回情景，认识到标准巨星撞击模型的主要问题。
“相对而言，月球的标准模型需要非常缓慢的碰撞，”Asphaug 说，“它创造了一个主要由撞击行星组成的月球，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，就像在标准模型中一样，但速度要快一些，所以它会继续前进。它会在大约 100 万年后返回一个看起来很像标准模型的巨大撞击。
“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。”
研究人员认为，由此产生的行星组合方式的不对称性为未来解决类地行星多样性的研究指明了道路。例如，我们不明白地球如何最终拥有比金星强得多的磁场，或者为什么金星没有月亮。
据 Asphaug 称，他们的研究表明动力学和成分存在系统差异。
“在我们看来，地球会从正面碰撞中吸收大部分物质，或者比金星经历的碰撞速度慢，”他说。“更倾斜和更高速度的地球碰撞将优先在金星上结束。”
这会产生偏差，例如，来自外太阳系的原行星以更高的速度优先吸积到金星而不是地球。简而言之，金星可能由地球难以获得的物质组成。
“你会认为地球是由更多来自外系统的物质组成的，因为它比金星更靠近外太阳系。但实际上，由于地球处于这个先锋角色，它实际上使金星更有可能吸积外太阳系系统材料，”Asphaug 说。