Theia——地球最后一颗巨型撞击物的动力学起源
地球与行星天体物理
2025-07-03 v1
摘要
化学演化研究提出，地球约获取获5-10%碳质（CC）物质，其中大部分通过最终撞击物（Theia，即月球形成撞击物）在晚期输送。在本工作中，我们使用地球形成的动力学模拟来评估这一观点， starting from 一个包含行星卵裂和行星状物质的标准设置，这些物质在位于金星和地球轨道之间中心的环中分布，并包括被木星散射 inward的CC行星卵裂和行星状物质。我们发现，该场景能够匹配大量约束，包括：i) 地球及其他地球星体的质量和轨道；ii) 地球的CC质量分数；iii) 火星的CC质量分数远低于地球，只要火星仅吸收了CC行星状物质（但不吸收CC卵裂）；iv) 最终巨型（月球形成）撞击的时机；v) 以非CC（NC）天体为主导的晚期星际物质沉积阶段。要实现此场景，散射CC对象的总质量必须为~0.2-0.3 M⊕，卵裂-行星状物质质量比至少为8，CC卵裂质量范围为~0.01-0.05 M⊕。在这种情况下，我们的模拟显示，地球最后一颗巨型撞击物（Theia）为碳质物质的概率约为50-50——要么是纯CC卵裂，要么是之前吸收了CC卵裂的NC卵裂。我们的模拟因此为化学演化研究提供了动力学验证。
引用
@article{arxiv.2507.01826,
title = {Dynamical origin of Theia, the last giant impactor on Earth},
author = {Duarte Branco and Sean N. Raymond and Pedro Machado},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01826},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 11 figures, to be published in Icarus