联合体 (天文学)
联合体（英语：synestia）是一种假想的快速旋转的甜甜圈形状的蒸发岩石。它是由莎拉·T·史都华-穆科帕代亚命名的，字源取自赫斯提亚（英语：Hestia，健康之神），与“Syn-”（意思为结合在一起）的组合[1]。在旋转物体大撞击的电脑模拟中，如果总的角动量大于共旋极限，就可以形成联合体[2]。超过共旋极限，物体赤道处的速度将超过轨道速度[3]。
在“联合体”的情况下，结果是一个内部区域以单一速率旋转，一个松散连接的环面在其之外轨道运行[4]。部分原因是内部压力较低，使联合体在地幔的热性质和组成上也与以前的陆地演化模型有所不同，[5]。
组成
联合体由三个主要组成部分组成：最内侧的区域称为共旋区，中间区域称为过渡区，最外侧区域称为盘状区。共旋区域为一个实体旋转体，其特征是热蒸汽和高熵水准，以及更高的角速度[4]。
过渡区通常是共旋区和环状区之间的连续变化。在这里，在大多数模拟中，角速度和温度遵循平滑的梯度，两者都随半径减小。温度梯度是由来自内部区域的热蒸汽与来自外部的较冷冷凝物质的混合物产生的。这过渡到圆盘状区，其外观可能随着角动量、质量和熵的不同初始条件而发生巨大变化[4]。
大撞击假说
根据研究，联合体是大碰撞说中的地球和月球形成的早期过程。在该模型中，在与具有高能量和高角动量的物体碰撞后形成了一个联合体。联合体的表面温度受到岩石沸点的限制，大约2,300 K (approximately 2,000 °C；3,700 °F)[6]。
当由此产生的联合体通过向太空辐射热量而冷却时，岩浆液滴在其外层形成，然后在数十年的时间里向内降雨，导致联合体收缩[6]。留在内部区域洛希极限外的质量吸积形成小卫星，随后结合形成月球。地球在稍后才重新形成，一旦联合体冷却到足够的程度，落入共转的极限内。根据这个模型，月球是在源自地球的蒸汽云中形成的，这就是为什么它的同位素比率与地球相似的原因。较晚形成的地球（在联合体冷却过程中）解释了它积累了比月球更多的挥发性元素[7]。
注解和参考资料
- ^ Where did the Moon come from? A new theory | Sarah T. Stewart. YouTube. [2023-11-08]. （原始内容存档于2023-03-31）.
- ^ Boyle, Rebecca. Huge impact could have smashed early Earth into a doughnut shape. New Scientist. 23 June 2017 [25 May 2017] [7 June 2017]. （原始内容存档于2023-04-04）.
- ^ Gough, Evan. Scientists propose a new kind of planet: A smashed-up torus of hot, vaporized rock. Universe Today. 24 May 2017 [7 June 2017]. （原始内容存档于2023-07-16）.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Lock, Simon J.; Stewart, Sarah T. The structure of terrestrial bodies: Impact heating, corotation limits and synestias. Journal of Geophysical Research: Planets. 2017, 122 (5): 950–982. Bibcode:2017JGRE..122..950L. S2CID 118959814. arXiv:1705.07858
. doi:10.1002/2016JE005239.
- ^ Lock, Simon J. The Formation, Structure and Evolution of Terrestrial Planets. Graduate School of Arts & Sciences (Ph.D.论文). Harvard University. 2018 [2023-11-08]. （原始内容存档于2023-11-30）.
- ^ 6.0 6.1 Lock, Simon J. When Earth and the Moon were one. Scientific American. [3 July 2019]. （原始内容存档于2023-10-25）.
- ^ Lock, Simon J.; Stewart, Sarah T.; Petaev, Michail I.; Leinhardt, Zoe M.; Mace, Mia T.; Jacobsen, Stein B.; Ćuk, Matija. The origin of the Moon within a terrestrial synestia. Journal of Geophysical Research. 2018, 123 (4): 910. Bibcode:2018JGRE..123..910L. S2CID 119184520. arXiv:1802.10223 . doi:10.1002/2017JE005333.
外部链接
- Planetary scientist Dr. Sarah T. Stewart (presenter). TED talk about synestia (video). TED Salon, U.S. Air Force, 2019: Technology, Entertainment, Design. February 2019 [12 July 2019]. （原始内容存档于2024-02-14）.
duration 11 minutes