月落：地球与其过去月球的碰撞
地球与行星天体物理
2018-07-11 v1
摘要
在类地行星形成的最后阶段，行星主要通过与大型行星胚胎的巨碰撞生长。地球的月球被认为由其中一次碰撞形成。然而，由于原地球经历了许多巨碰撞，自然预期会通过一系列多次(包括较小尺度)碰撞形成若干月球。每次碰撞都可能形成一个亚月球质量的月子，它与原地球并可能与先前形成的月子发生引力相互作用。此类相互作用导致月子-月子合并、月子抛射或月子落向地球。后者导致低速度月子-地球碰撞的可能性在此首次被探讨。我们利用 SPH 模拟并考虑一系列月子质量、碰撞入射角和原地球初始自转速率。我们发现掠射/潮汐碰撞最为频繁，并产生相近比例的吸积物质与碎片。后者通常聚集成较小月子，可能后来与其他月子相互作用。其他碰撞几何更为罕见。正撞不产生很多碎片且实为完美合并。中等入射角导致 2-25% 的碎片质量比例，其中大部分物质未束缚。逆行碰撞比顺行碰撞产生更多碎片，其比例取决于原地球初始自转速率。月落可轻微改变原地球自转速率。吸积的月落物质高度局域化，可能解释陆岩中高亲铁元素的同位素不均一性，并可能形成原始超大陆地形特征。我们的结果可用于简单标度律并应用于地球与月球形成的 n 体研究。
引用
@article{arxiv.1805.00019,
title = {Moonfalls: Collisions between the Earth and its past moons},
author = {Uri Malamud and Hagai B. Perets and Christoph Schafer and Christoph Burger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.00019},
year = {2018}
}