新研究表明留下的星子而不是小行星创造了月球最大的陨石坑

月球布满麻子的表面诉说着它的历史故事。根据国际天文学联合会(IAU)的数据，它以9,000多个撞击坑为标志。最大的撞击坑被称为撞击盆地，而不是陨石坑。现在，发表在《天体物理学杂志快报》上的一项新研究声称，小行星并没有创造这些盆地;剩下的星子做到了。

巨大撞击假说支持这样一种观点，即月球是在大约45亿年前一颗火星大小的原行星撞击地球时产生的。碰撞将熔融物质送入环绕地球的轨道。一些物质落到地球上，一些结合形成了月球。

随着熔岩合并，月球经历了一个称为月球岩浆海洋(LMO)的阶段。在LMO期间，月球的整个表面都熔化了，虽然天文学家并不怀疑大质量物体在那次事件中与月球相撞，但没有关于它们的记录。只有当月球凝固后，撞击才能留下持久的印记。

研究人员试图通过拼凑月球撞击的历史来了​​解月球，而改性活生物体的凝固标志着月球撞击记录的时间为零。由于月球在地质学上不活跃，从零时起每一次撞击月球的撞击物都会留下至今仍存在的印记。

月球上的一些陨石坑是如此之大，以至于它们被称为撞击盆地，而不是陨石坑。盆地不仅比陨石坑大，而且也更复杂，往往有一个中央峰环而不是单个中央峰。大于300公里的地物称为月球撞击盆地，约有50个。月球最大的撞击盆地是南极艾特肯(SPA)盆地，直径为2,494.5公里(1,550英里)。得克萨斯州可以装进去。

一项新的研究表明，剩余的地球行星撞击月球时形成了这些盆地。这项名为“剩余微星的影响形成月球盆地”的研究发表在《天体物理学杂志快报》上。主要作者是来自西南研究院(SwRI)的DavidNesvorný。

形成这些盆地的撞击器在月球的历史中发挥了巨大的作用，并控制了它的大部分地质情况。当他们撞击时，他们从最里面的峰环上去除了现有的地壳物质，并加厚了内峰环和外缘峰顶之间的地壳。阿波罗任务采样的月球海玄武岩主要局限于盆地中部的地形洼地。

撞击还在月球表面的大片区域和被挖掘的地幔材料上造成断层和其他变形。这种暴露的地幔物质为基本的行星形成和演化过程提供了线索。

一些撞击盆地因其外观仍被称为月海。古人认为盆地内的黑暗区域是海洋。这些盆地不是在最初形成时就充满了玄武岩熔岩，而是在其他撞击物从盆地撞击月球的另一侧并引发火山活动时才充满了玄武岩熔岩。母马覆盖了大约16%的月球表面。

当这些盆地形成时，撞击将喷射物扩散到很远很广的地方，这有助于研究人员拼凑出月球的历史。喷出物顶部的陨石坑一定比撞击盆地年轻，如果盆地部分​​掩埋了一个陨石坑，那么这个陨石坑就更老了。

先前的研究表明，来自主带的小行星是造成这些撞击盆地的原因。“形成盆地的撞击物被怀疑是从主带(1.8-2.0au)的内部延伸释放的小行星，”作者写道。但在他们的论文中，作者说大多数撞击物都是星子。“在这里，我们表明大多数撞击物都是在类地行星吸积后留在约0.5-1.5au处的岩石星子。”

与月球相撞的星子比记录中的要多，因为星子在太阳系历史的早期更为丰富，而且有些星子会在月球的LMO阶段撞击。“......前~200Myr的影响没有记录在月球表面，”研究人员解释道。

研究人员创建了模型来确定星子在形成月球盆地中的作用。他们的模型基于之前对类地行星吸积的研究，该研究表明微行星如何因与其他物体的碰撞而随时间发生变化。这称为碰撞研磨，最终导致微星的尺寸分布均匀。他们还依靠小行星和彗星的动力学模型来了解它们在月球撞击中扮演的角色。

作者的工作表明，小行星撞击在过去35亿年中造成的影响最大。但在此之前，微行星造成了大部分破坏。研究人员说：“月球撞击的综合历史表明，残留的星子主导了早期撞击通量(t<1.1Gyr或T>3.5Ga;T是从今天向后测量的)。”彗星在太阳系中产生了一些撞击坑，但与小行星和微行星相比并不多。

他们的结果还表明，在LMO阶段，大约有500个直径为20公里的微行星撞击了月球。但这些影响没有留下持久的印记。

薛定谔撞击盆地位于月球背面。这是具有中央峰环而不是单个中央峰的峰环盆地的有力示例。薛定谔是一个古老的盆地，形成于大约3.8至39亿年前。图片来源：NASAScientificVisualizationStudio(NASASVS)。

根据这项工作，突出的雨海盆地有点异常。在他们的模型中，形成雨海盆地的微行星“以15%至35%的概率发生”，直径大于或等于约100公里，发生于约39.2亿年前。作者说它一定是晚形成的，因为它上面只有两个较小的盆地。

这些结果也得到了对地球的影响的支持。但由于没有撞击坑可供研究，研究人员只能依靠小球床。当撞击器撞击地球时，它们会产生一缕汽化的岩石。岩石凝结成称为小球的微小球形岩石，这些岩石像雨一样洒回地球。它们形成嵌入岩石中的球粒床。“我们的模型预测T=2.5–3.5Ga时对地球的影响约为20天>10公里，”该研究称。“这与太古宙晚期已知的球粒床数量相似。”

在这个时间间隔内，主带小行星和剩余的星子都撞击了地球。但是，他们写道，“虽然小行星撞击更均匀地分布在太古宙晚期，但几乎所有小行星撞击都应该发生在3Ga之前。”

研究人员仍在研究月球的陨石坑并拼凑太阳系的历史。虽然IAU正式承认了9,137个陨石坑，其中1,675个已经确定日期，但这些数字可能会发生变化。基于中国嫦娥月球轨道器数据的新研究表明，陨石坑的数量接近130,000个。其他研究得出的数字甚至更高：200万个大于1-2公里的陨石坑。

无论最终的数字是多少，每个陨石坑都像一块化石。地球缺乏这种化石记录，拼凑月球上的撞击化石记录不仅揭示了月球的历史，也揭示了地球的历史。