夜里抬头，月亮像一枚被擦亮的硬币挂在天上。你可能想不到，它很可能不是和地球“一起长大”的，而是一场远古车祸的产物。更让人好奇的是：如果月亮真是撞出来的，那个撞上地球的天体——忒伊亚，后来去了哪里？
月亮像一颗“去核”的果子
先记住一句话：大碰撞假说认为，约45亿年前，一颗火星大小的原始行星忒伊亚撞上了原始地球，飞溅出的物质最终聚成了月球。生活化地说，两辆沾满泥巴的推车迎面相撞，泥点飞向四周，其中一些泥点绕着地球转，慢慢粘成一个小泥球。
为什么会有这个假说？月球有一个奇怪特点：它太小，铁核占比也低。月球直径约3474公里，地球约12742公里，月球直径约为地球的27%；如果把地球比作一个带大铁核的桃子，月球更像一颗几乎去核的果子。要是月球从地球身边独立吸积而成，它按理应保留更多铁。观测到的“贫铁”月球，成了大碰撞假说的重要动机。注意，这是对观测事实的解释，不是直接看到撞击。
一场每秒十公里的“车祸”
理论模拟给出的画面很暴力：忒伊亚直径可能与火星相当，约6000多公里；它以约每秒10公里的速度斜撞原始地球。民航客机巡航速度约每秒0.25公里，这个撞击速度约是客机的40倍。撞击产生的碎片不会立刻变成月亮，它们先在地球周围形成一圈物质盘，再在自身引力下逐渐团聚。计算机模拟可以重现“碎片盘—小卫星—合并成月球”的过程，这属于理论预言，不是望远镜拍到的现场录像。
时间尺度上，主流模拟认为月球可能在撞击后数小时到数百年内成形。这个范围看起来很宽，因为结果取决于撞击角度、速度和物质状态。目前尚无定论。
证据像拼图，还缺关键一块
支持大碰撞的观测证据不少。阿波罗计划带回的月球样品显示，月球的氧同位素组成与地球非常接近；月球整体铁核小、密度低；地月系统的角动量也很大。这些观测事实需要解释，而大碰撞假说能同时解释其中多项。
麻烦也在这里。若这颗原始行星来自太阳系不同区域，它的同位素“指纹”应与地球不同，月球作为混合物也该留下差异。但样品显示地月高度相似。于是研究者提出几种可能：忒伊亚和地球由相似物质构成；撞击后物质充分混合；或者月球物质主要来自地球。这些都还是假说推测。至于忒伊亚的残骸，有研究猜测可能藏在地球深部的大低速省（地震波速度异常低的区域），但这同样不是定论。
月光是一场意外的余波
回到开头：你看到的月光，可能来自一场约45亿年前的意外。忒伊亚没有留下清晰的“身份证”，却可能把一部分自己写进了月球，甚至地球内部。大碰撞假说目前仍是解释月球起源的最有力框架，但“最有力”不等于“已证实”。如果有一天，我们在月球岩石或地球深部找到忒伊亚的独特同位素签名，这个故事才会真正闭环。问题留给下一次探月采样：我们该去哪一块岩石里，寻找那个消失的肇事者？
延伸阅读
- 书籍：卡尔·萨根《宇宙》
- 纪录片：《阿波罗11号》（Apollo 11，2019）
- 机构网站：NASA Solar System Exploration 的 Moon 页面