月球或在撞击后5小时成形：岩石强度改变模拟

2026年9月1日，美国西南研究院（SwRI）与亚利桑那大学研究人员公布了新的月球巨撞模拟。SwRI的研究公告显示，论文已发表于《天体物理学杂志快报》；模型首次在这一问题中纳入随温度变化的地质材料强度，并在一组参数下于撞击约五小时后得到完整的月球状天体。

这项9月1日发布的结果并未证明真实月球只用五小时便形成。它表明的是：在特定初始温度、内部结构和碰撞参数下，较冷、较强的原始地球与忒伊亚可能直接留下完整天体；较热、较弱的碰撞体则更容易形成碎屑盘，月球随后再从盘中聚积。

岩石强度为何会改变巨撞结局

巨撞假说通常设想，一颗火星大小的原行星忒伊亚撞上年轻地球，抛出的物质最终形成月球。由于撞击能量极高，过去许多模型把两颗原行星近似为没有剪切强度的流体，认为岩石抵抗变形的能力不足以左右行星尺度的结果。

新研究重新检验了这个简化。模型中的“强度”不是说原行星会像完整石块一样拒绝破裂，而是指构成天体的物质在拉伸、剪切和破坏前能够承受多大应力；这一能力又随温度改变，热材料更容易屈服和流动，冷材料则能在撞击中维持更多连贯结构。

这种差别会改变忒伊亚物质的去向。较弱的材料更容易被打散并铺展到地球周围；较强的材料即使经历严重变形和剥离，仍可能保留大型残体。换言之，把强度设为零并非纯粹的计算便利，它会缩小模型能够产生的结局范围。

较热、较弱的碰撞体更倾向产生原月盘。在这一路径中，忒伊亚的大部分结构被破坏，熔融或破碎物质进入环地轨道；撞击结束时还没有一颗完整月球，盘内物质需要继续碰撞、冷却和聚积。

较冷、较强的碰撞体则可能直接留下完整月球状天体。忒伊亚在撞击后被拉伸和分裂，其中一个大型残体掠过年轻地球、损失部分物质，随后进入轨道。这里的“完整”表示模拟中已经出现连贯的大型天体，并不意味着它的内部、表面和轨道已与今天的月球相同。

Futura对模拟参数的梳理显示，研究比较了表面温度约为400、800和2000开尔文的热结构；在包含材料强度并采用经典碰撞参数的部分案例中，约五小时后出现完整月球状天体。因此，“五小时”是某些参数组合的输出，不是所有冷强模型的固定答案，更不是对历史过程的计时观测。

原行星通常在形成早期较热，随后逐渐冷却。若月球形成撞击发生得较早，原始地球与忒伊亚可能更热、材料更弱，碎屑盘路径因而更容易出现；较晚发生的撞击则可能面对冷却得更多、强度更高的天体，从而提高完整残体进入轨道的可能性。

这种对应关系只能提供间接的时间约束。要把某个温度条件换算成撞击发生于太阳系形成后的具体年代，还需知道两颗原行星的吸积史、早期碰撞、冷却速度和内部热结构。不同热演化假设可能在同一年代给出不同温度，因此不能从“五小时形成”反推出一个确定的巨撞日期。

两条路径还可能留下不同的物质记录。碎屑盘会让更多物质经历分散、加热和再聚积；完整残体可能保留更多忒伊亚原有结构以及挥发性成分。把这些预测同月球样品和内部结构数据比较，才可能判断哪种热状态更接近真实撞击。

快速得到月球大小的天体，只解决了形成模型的一部分。更新于2026年7月的 NASA月球形成资料指出，可行理论还必须解释地月岩石高度相似、月球曾存在大范围岩浆海、月球铁含量较低且金属核较小，以及今天的地月轨道和旋转状态。

其中最难处理的仍是成分问题。如果完整月球状残体主要来自忒伊亚，而忒伊亚与地球的原料不同，月球就应该保留更明显的化学或同位素差异。新研究提出，忒伊亚和原始地球可能形成于原行星盘的相近区域，因此一开始便拥有类似成分；但这只是可能解释，并不是强度模拟已经验证的结论。

轨道同样需要更长时间尺度的检验。撞击后暂时进入轨道的大型残体不自动等同于今天的月球：后续计算还要确定它会不会再次撞击地球或逃离系统，以及潮汐演化能否把它带到符合现有距离、轨道倾角和角动量的状态。五小时画面描述的是最初形态，而非完整的地月演化史。

目前能够确认的是，温度相关材料强度足以使同一巨撞框架分出两类结果：冷而强的碰撞体可在部分模拟中于约五小时后留下完整月球状天体，热而弱的碰撞体则更容易产生原月盘。这支持标题中的“可能”，也说明岩石强度确实改写了模型允许的形成路径。

尚未确定的是，真实的忒伊亚和年轻地球在撞击时有多热、多强，月球究竟直接以大型残体进入轨道，还是从碎屑盘中逐步聚积。只有在更广的撞击角度、速度、质量比和内部结构范围内重现结果，并同时满足成分、挥发分、铁含量、轨道与旋转约束，“五小时”才会从一种可行的模拟结局变成更有说服力的月球历史解释。