天文学史其实是星体分类史
这个问题看似简单,其实蕴含着很多对天文现象的理解。那具体是指的什么呢?
我们可以来一段超级极简天文学史。最早,古人认为,地球是宇宙的中心,天上有5大行星(金、木、水、火、土),还有太阳,月亮,以及一群恒星(所谓的恒星,几乎不动的那些亮点)。后来,哥白尼发起了哥白尼革命,地球从中心的位置被拿下来成为了一个行星,太阳占到了中心,其他的几乎没有发生什么变化。
牛顿和伽利略之后,宇宙不再局限于太阳系内,人类的目光开始推向了宇宙深处,而在接下来的一系列发展过程中,太阳系有了9大行星,还有许多卫星;我们有了星系、星系群、星系团、可观测宇宙的概念;除此之外,我们还有了超新星,类星体,耀变体等概念;再到后来,冥王星被降级成矮行星。
不知道你有没有想过这么一个问题,整个天文学史到底有一条什么样的路径?
随着天文学水平的发展,我们会发现,分类更加系统并且更加合理,其实,对于星体的分类是基于人类对天文学现象的理解。所以,天文学史,某种程度上是星体分类史。
正是基于这样的理解,我们有了赫罗图,把恒星演变更加系统的进行阐述;
也正是因为这样的理解,科学家才会把冥王星进行降级。
其实不光是天文学,任何学科都是如此。分类的水平完全取决于对一个学科的理解水平。
月球并不普通
实际上,虽然都是卫星,卫星之间也有很大不同,这就好比都是恒星,有矮星,也有超巨星。在卫星的分类中,大概可以分成两种卫星,一种就是和自己主星之间的差距比较小的,月球就是这样,另外一种和自己主星之间的差距很大的。
就拿太阳系的卫星来说,月球就属于和地球十分接近的,木星和土星虽然也有大的,但是和它们的主星比起来,就显得小很多。
那这两类卫星有啥具体的差别呢?
其本质的不同在于形成机制的不同,月球的形成目前主流的理论是大碰撞假说。说的其实就是月球是撞出来的。
具体的过程大概是这样,话说在距今46-45亿年前,地球形成的初期,在地球轨道附近有个小行星,我们现在管它叫做忒亚。后来,忒亚一头撞上了地球。撞击过后,碎渣在引力的作用下逐渐形成了月球。(这里补充一点,虽然这是一个假说,但是科学的假说和我们老百姓侃大山可不一样,他们的假说要有切实可靠的证据才能被接受。而大碰撞的证据还是有不少的,比如:通过研究月球岩石中氧的同位素比例,发现这和地球上的完全一致。)
那另外一种卫星是咋来的呢?
一般来说,行星在形成初期,有可能会剩下一些边角碎料,这些边角碎料在引力的作用下形成了卫星,还有一种就是依靠捕获小行星。火星的两个卫星就是从其他地方捕获的。这类卫星和主星比起来,个头都很小。火卫一半径只有11.1km,火卫二半径只有6.2km,月球的半径1737km。半径差了2个数量级,而地球和火星的差距还不到一个数量级。这要是体积比,可是要三次方,高下立判。
也就是说,形成的方式决定了卫星相对于主星的比例大小,撞出来的占比都比较大。那太阳系内还有没有其他例子呢?
就说冥王星吧,冥王星也有一个和自己尺寸和接近的卫星卡戎,根据我们对于月球形成的认识,天文学家就做出推断,认为冥王星的位置,在很早之前也发生过两个矮行星膨胀之后的主体,就是现在的冥王星,而碎片成为了卡戎。
我们来感受一下,看看冥王星和卡戎,以及地球和月球之间的比例关系,再来看看木星和它的卫星之间的比例关系,看看到底相差有多大。
这是冥王星和卡戎:
地球和月球:
木星和它的几颗最大的卫星:
看到了吧?相差的不是一般的多。
所以,我们来总结一下,其实月球出奇的大是由于它的形成机制决定的。大碰撞产生的卫星和自己主星的质量比和体积比都要大不少。