互动科普

太阳系中的卫星，或许是由很久以前围绕在行星周围的小碎块结合而形成的。

撰文：约翰·马特森（John Matson） 翻译：王栋

卡尔·萨根（Carl Sagan）曾说过，“如果想从头做一个苹果派，第一步先得创造出宇宙”。而最新的研究表明，如果想从头弄出一个卫星来，就必须先创造出带有行星环的行星（当然第一步还是得先创造出宇宙）。

法国天文学家最近得出一个结论：地球的卫星——月球，以及其他行星的众多普通卫星（指距母行星较近，位于近赤道轨道的那些卫星），可能是从很久以前的行星环系统（就像现在仍环绕着土星的环）中逐渐演化而来；而并非通常所认为的，卫星是在行星形成过程中，和行星几乎同步一次性形成的。研究人员在2012年11月的《科学》杂志上发表了这一发现。

通过理论建模，法国尼斯—索菲亚—安提波利斯大学的奥雷利安·柯利达（Aurélien Crida）和巴黎狄德罗大学的塞巴斯蒂安·沙尔诺（Sébastien Charnoz）发现，卫星的形成过程开始于行星环的边缘。在那里，卫星逐渐形成，并且在形成的过程中不会由于行星的引力破碎。在向外飘移之前，许多小的卫星团块已经由环中物质聚合而成了。这些小团块在环系统中越来越多，相互碰撞结合，形成体积更大的团块。随着它们旋转着远离行星向外运动，就可能逐渐进一步彼此结合，最终形成卫星。

这个新的假说似乎能够解释，土星、天王星和海王星的普通卫星的一个关键共同点，即距母行星较远的卫星总是比较近的卫星质量大。就像一个雪球沿山坡滚下一样，在远离行星及其行星环的过程中，处于合并过程中的卫星团块会吸收、结合更多的物质，变得越来越大。最终，会形成一个有着完美秩序的卫星系统：较小的卫星由较少的小卫星团块聚合形成，位于内层轨道；大卫星则由大量小卫星团块组成，处于更远的外层轨道。

行星科学家通常接受的观点是，地球形成早期曾有过一次剧烈的天体碰撞，并将巨量的物质云抛射到了宇宙中，它们最终形成了我们的月球。而在柯利达和沙尔诺的观点里，这些抛射出的物质最初先平铺成绕地球的一个行星环，接着它才扩散开来并逐渐聚合形成月球。

这个新设想也有瑕疵。例如，如果天王星和海王星也曾具有类似土星那样复杂而巨大的环系统，那它们现在到哪里去了？“我们想出了一些解释，但它们还都不够有说服力，”柯利达说，“但我相信，我们能找到解释这些行星环消失的原因，揭开这一谜题的铁证仍将是卫星。”