香港大學(港大)地球與行星科學系 Nicolas DAUPHAS教授、德國哥廷根馬克斯普朗克太陽系研究所的 Timo HOPP博士,以及其合作夥伴的最新研究,揭開了與早期地球相撞並形成月球的天體「忒伊亞」(Theia)的身世之謎。研究發現,忒伊亞並非是來自太陽系外圍的冰冷天體,而是一顆誕生於太陽附近、由矽酸鹽組成的行星。
數十年來,科學界普遍接受「大碰撞假說」——即約45億年前,一顆與火星大小相若的行星忒伊亞與早期地球相撞,從而誕生了月球。然而,忒伊亞的起源始終成謎:它究竟是來自太陽系寒冷邊陲的「過客」,還是地球的近鄰?
研究團隊透過分析古老隕石與月球岩石中的鐵同位素「指紋」,成功追溯忒伊亞的誕生地。研究第一作者、Timo HOPP博士指出:「由阿波羅號、月球號和嫦娥任務帶回的月球樣本,是解開行星起源的重要線索。」團隊透過對比如「DNA 標記」般的鐵同位素,成功識別出行星構成物質的形成區域。結果顯示,地球與月球的鐵同位素組成近乎完全一致,而這種特徵僅存在於内太陽系形成的物質中。這項研究明確表明,忒伊亞與早期地球由相似的、源自太陽附近的矽酸鹽物質構成。
該研究亦進一步修正了傳統的大碰撞理論:兩者近乎一致的同位素特徵意味着,地球與忒伊亞在撞擊前已擁有相近的化學組成,或在撞擊過程中完全混合。
研究結果亦表明,這兩顆行星皆誕生於太陽附近,暗示早期太陽系的結構比以往想像的更有序——大多數類地行星都是由共同的、受太陽熱作用影響的原始物質局部形成。
Dauphas 教授表示:「我們的研究結果表明,形成月球的撞擊天體來自地球的鄰近區域。雖然理論上它也可能來自遙遠的地方,但數據卻揭示另一個故事——孕育地球、令其成為宜居星球的原料,其實就來自我們的太陽系『家鄉』。」
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