近地天體的高速撞擊作用不僅在月球表面形成了無(wú)數(shù)的環(huán)形撞擊坑（圖1a），還在月球表面形成一層細(xì)粒級(jí)的月壤。月壤厚度記錄了近地天體的大小和頻率信息，對(duì)月壤厚度研究可以反演近地天體隨時(shí)間的演化，從而有助于揭示太陽(yáng)系的動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程。近日，我校理學(xué)院謝明剛博士與中山大學(xué)、澳門科技大學(xué)以及北京大學(xué)的學(xué)者合作完成題為“Change in the Earth–Moon impactor population at about 3.5 billion years ago” 的研究成果，已經(jīng)在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》子刊《自然?天文》（Nature Astronomy）上在線發(fā)表。全文鏈接為：https://rdcu.be/b9924。

　　此研究通過(guò)遙感觀測(cè)不同年齡地質(zhì)單元（圖1a）上月壤的厚度來(lái)研究月壤在過(guò)去40億年間的厚度演化。觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，在約35億年以前，單位撞擊通量的月壤形成速率比之后的慢很多（圖1b）。結(jié)合月壤生成模型和觀測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：35億年前，月球上的撞擊體的大小-頻率分布由緩(-2.57)變陡(-3.24)，而相比標(biāo)定的大撞擊坑的密度，更小的斜率意味著更多的小撞擊體和更快的月壤生成速率。此研究成果佐證早期巨行星遷移模型，也與35億年以來(lái)近地小天體的軌道動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)相吻合，為揭示太陽(yáng)系天體的動(dòng)力學(xué)演化提供了觀測(cè)證據(jù)。

　　據(jù)悉，在太陽(yáng)系演化早期，木星強(qiáng)大的引力將其軌道四周清空，這個(gè)清空作用會(huì)讓木星逐步向內(nèi)太陽(yáng)系遷移（靠近太陽(yáng)）。在遷移過(guò)程中，木星的引力作用將大量撞擊體（殘余星子、小行星和彗星）傳送并撞擊到內(nèi)太陽(yáng)系的天體上，形成了今天看到的很多古老撞擊坑。當(dāng)前學(xué)界對(duì)于巨行星遷移的開始時(shí)間仍存在爭(zhēng)議：可能發(fā)生在45億年前（早期遷移），也可能發(fā)生在41億年前（晚期遷移）。理論預(yù)測(cè)表明內(nèi)太陽(yáng)系天體應(yīng)該記錄了與巨行星遷移有關(guān)的兩個(gè)不同歷史時(shí)期的近地小天體類型，但該猜測(cè)一直缺乏強(qiáng)有力的觀測(cè)證據(jù)。

圖1（a）月球上的月壤厚度觀測(cè)點(diǎn)，（b）測(cè)定的月壤厚度與撞擊坑密度和時(shí)間的關(guān)系

謝明剛博士和論文發(fā)表情況