阿波罗登月计划期间，带回了月球的一些样本，这使得研究人员得以对月球物质展开分析，尤其是关于同位素的辨别。通过对这些物质的剖析发现，月球的年龄与元素组成和地球极为相似，其中氧的同位素更是接近。氧的同位素堪称太阳系内天体的识别码，每个天体都有其独特特征，然而分析样本显示，月球和地球氧的同位素几乎相同，仿佛二者是双胞胎，有着相同的诞生起源。

正因如此，1984年天文学家在夏威夷的一场月球起源研讨会上达成了共识，他们认为月球起源于一次剧烈碰撞，即大碰撞假说。不过如今关于月球的起源，天文学家又有了新的见解，接下来就来聊聊有关月球起源的新研究。

大碰撞假说

大碰撞假说指出，约45亿年前在地球轨道存有一颗稍小于地球、近似火星大小的天体，天文学家称其为“忒伊亚”。它与地球发生碰撞，致使地球和忒伊亚产生了一些碎片，这些碎片以及忒伊亚的残余物最终形成了月球，此次碰撞还使地球的自旋轴发生了倾斜。在那次会议之后，这个说法便成为了当前月球起源最为主流的理论。

大碰撞假说

这个假说虽能解释天文学家的大部分疑问，比如月球的密度、它与地球同位素的相似性，但也有一些问题一直困扰着天文学家。例如月球的轨道之谜，若月球真的是因大碰撞而诞生，那么碰撞后被甩出的物质起初应该在地球赤道上方形成一个碎片环。当碎片环超出地球的洛希极限，便渐趋凝聚造就月球。依此理论，月球绕地球旋转的轨道，理应更接近地球的赤道平面。但实际上，月球的轨道与地球赤道面有很大夹角，约为18度；相反，它的轨道更接近黄道面。

黄道面是各大行星公转的一个假想平面，鉴于这种情况，天文学家对大碰撞假说产生了一丝怀疑。至少这让另一些天文学家认为捕获假说更能解释这一问题。比如天文学家达伦・威廉姆斯及其团队，他们于2024年9月24日发表了一项研究，详细阐述了行星如何捕获大型卫星。

此前捕获假说之所以被认为不可能，是因为像地球这样的行星很难捕获像月球这般大的卫星，若要捕获，需要极为庞大的大气层，因为这会使经过的天体消耗大量能量，从而减速被捕获，而事实上地球可能并不具备这样的大气层。因此，捕获假说此前被认为不太可行，但这一次威廉姆斯和他的研究团队经过详细计算后认为，如果是一对双星系统经过地球，地球有能力捕获其中一个质量在0.01-0.1个地球质量的天体，另一个则会被弹出。

所以按照这个说法，像地球这样大小的类地行星，不仅可以捕获像月球这么大的卫星，甚至可以捕获水星甚至火星那么大的天体。不过这样捕获的卫星轨道并不稳定，会是一个细长的椭圆轨道，这与月球如今接近圆形的轨道不同。于是威廉姆斯又进行了深入探讨。他们认为在地球和卫星潮汐作用的影响下，被捕获天体的轨道会逐渐趋于圆滑，而且被捕获天体的轨道取决于旋转双星与行星相遇的方向，所以轨道的随机性更强，形成的卫星轨道倾角范围也更广。这比大碰撞假说更能解释月球的轨道之谜，但对于同位素相似特征的解释却不如大碰撞假说有力。

就月球真正的起源而论，当下我们依旧难以断定。此问题仍充满未知，有待进一步探究。这次的研究让之前认为的月球起源从一种选择变成了两种，从单选变成了双选，那么之后是否还会有其他选择呢？我们何时才能真正知晓月球的起源呢？