中国学者提出大胆假说，回答这一困扰学界多年的谜题

文｜卜金婷
近日，中国科学院上海天文台副研究员邓洪平与美国加州理工学院博士后袁迁等人在Nature上发表论文，揭秘了地球内部深处巨大异常体的来源。
邓洪平用一句话向《中国科学报》介绍了这项研究的内容：“地球童年时期受到了大撞击，可能至今内部都存在该撞击体的残留物。”
“就这么简单？”
“就这么简单！”

邓洪平在欧洲南方天文台（ESO）慕尼黑总部作报告
困扰科学家许久：月球从何而来？
月球是地球的卫星，也是距离地球最近的天体。千百年来，人类为了这个抬头可见的神秘存在，从未停止探索的步伐。但月球从何而来？这个谜题困扰了一代又一代的科学家。
邓洪平提到的“大撞击”假说就是回答这个问题的主流学说：45亿年前，一颗火星大小的原行星Theia撞上了初生的地球Gaia，月球就是由撞出去的碎片逐渐聚合生长而来。这次碰撞所蕴含的能量约为导致恐龙灭绝的小天体撞击事件的一亿倍以上，它重塑了年轻的地球，而且可能在地球地幔中留下了深刻的印记。
这种假说不仅可以很好地解释月球的动力学性质和其独特的物质组成，还能与类地行星的碰撞生长理论相契合。
然而科学家们通过对阿波罗月球样品的高精度同位素分析，发现地表物质和月球的成分高度相似，但大撞击模拟中月球成分由“天外来客”Theia主导，理应与地球成分有一定差异。
这一矛盾的根源是碰撞中两个星体不能充分混合。
2017年，邓洪平在瑞士苏黎世大学攻读天体物理博士期间，从同事Christian Reinhardt那里了解到这一问题，开始尝试用新的方法模拟这一过程的物质混合情况。
“大碰撞模拟中广泛应用了光滑粒子流体动力学方法，但其具有较高的数值粘度，并不擅长模拟亚声速的湍流和其引起的物质混合。”邓洪平介绍，尽管这一缺陷已成为计算天体物理领域的共识，但在行星科学领域并未引起重视，对旧方法的优化和新方法的开发均停滞不前。