为什么地球会拥有月球如此巨大的卫星？

　　眼见为实，先来看数据分析：
　　图一：行星矮行星和其最大卫星半径，质量和体积大小。R，M，V这三个单位，是指以地球为单位1，来衡量其他天体的相对大小。这个单位在天文学研究中非常实用。
　　图一
　　图二：行星矮行星和其最大卫星半径，质量和体积的比例大小。
　　图二
　　可以看出，以木星为首气体行星和其天然卫星的比例很小，无论是半径，质量，还是体积对比。巨行星中比例最大的是海王星海卫一，海卫一的半径和质量也仅有海王星的5。5和0。027。体积比例最大的土星土卫六，土卫六的体积也只有土星的0。086，连零头都算不上。
　　相比之下，岩石行星中：火星和火卫一的比例也很悬殊，甚至超过了气体行星的比例。而水星和金星因为离太阳太近所以没有天然卫星。只有地月系和冥卫系统很特殊。冥王星和卡戎比例位居首位：卡戎的半径，质量和体积相当于冥王星的一半，11。36和13。825。
　　而地月系的比例也非常大，月球的半径约等于地球的四分之一，49个月球1个地球体积，81个月球1个地球质量。如果不是因为地月公共质心尚在地表以下约1650公里（毕竟地球质量比重大），月球都不能视为地球的天然卫星，而是行星了！
　　像冥王星和卡戎的公共质心就已经跑出冥王星地表了，所以两颗星互相围绕公转，互相已经被潮汐锁定了（图三，永远以一面面向对方）。而地球还远远没有到被月球潮汐锁定的地步。因此有天文学家认定卡戎不能算作卫星，而是和冥王星一样的矮行星。
　　图三
　　至于地月和冥卫系统比例如此接近的原因，和天然卫星的形成有很大的关系。天然卫星的形成一般有两种情况：第一，同源说；第二，捕获说。
　　同源说是指，卫星和其母星在同一片吸积云中共同形成。吸积云中的大部分物质凝聚成母行星，剩余的边角料就成了卫星。这类形成的卫星容易出现大型卫星，而且都是同步卫星规则卫星（公转方向和母行星自转方向相同）。像木星的四个伽利略大卫星，土星的土卫六和6颗中型卫星就是这样形成的。
　　而捕获说就是指，周边的小天体误闯进行星的引力范围，行星凭借引力把小天体变成了自己的天然卫星。这类卫星除海卫一以外，全部都是小型卫星，而且都是逆行卫星不规则卫星（公转方向和母行星自转方向相反）。而且这类卫星将来的命运，要么和母行星相撞而亡，要么会逐渐远离以至逃离母行星。
　　行星的引力范围被称为希尔球。一般来说，离太阳越远的大行星，希尔球越大。在希尔球内部的卫星基本都跑不出去，但是在希尔球半径二分之一到三分之一以外的卫星，很容易摆脱行星的引力，逃逸出去。
　　如火卫一和海卫一，将来就会撞上火星和海王星，或者被它们的引力给撕裂成光环。而火卫二正在逐渐远离火星，迟早是会离开火星的希尔球的。
　　图四：地月系
　　而月球不太可能属于这两种情况。如果月球是吸积盘形成的，地球离太阳那么近，吸积云中仅有的一点边角料都有可能被太阳吸走，不足以形成如此巨大的天然卫星。而且地月的平均化学成分差别很大，月壤也比地球的岩石古老许多。
　　捕获说那就更不可能，像月球这么大质量的天体，以地球的引力，连让月球刹车减速都很难做到，更谬论捕获。捕获只有在行星对小天体占据碾压优势的时候才能成功。
　　但根据对月球土壤的分析发现，月壤和地球土壤还是有相似之处的。因此著名生物学家达尔文的儿子乔治达尔文就认为：在地球早期因为自转速度太快，强大的离心力导致赤道两侧鼓起，最终赤道部分的物质分裂出来形成月球。其脱落的部分，就是今天的太平洋。但这一理论无法解释月球的密度（3。344gcm）为什么比地球（5。5078gm）差那么多。要知道，地球可是太阳系密度最大的天体，没有之一！
　　因此撞击说成了目前最主流的说法：在太阳系形成早期（约45亿年前），一颗和火星一样大小的行星撞击了地球。行星破碎后，密度大的部分立刻被地球的引力吸住；而密度小的部分因为撞击得离地球更远，就聚集起来形成了月球。
　　图五：地月系
　　这个假说基本解释了其他说法的漏洞，因此普遍被学术界所认可。关键在于，火星般大小的天体撞击，解释了月球如此偏大的原因。火星的质量约是地球的10。7，而月球是地球的1。23。如果这个假说成立，意味着该行星大部分物质（主要是密度大的）和地球合而为一了，少部分物质才形成了月球。即：马太效应。这种物质形成过程中的分配比例，和同源说的情况是比较类似的。
　　而现在我们发现，柯伊伯带有很多的矮行星，甚至海卫一就原本是柯伊伯带中的矮行星。因此，一个柯伊伯带天体撞击冥王星形成卡戎，同样的情景再度发生也就不足为奇了。
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