巨大撞击可在5小时内形成完整月球，模拟揭示月球诞生新途径
长久以来，月球起源的主流模型认为，约45亿年前，一颗火星大小的天体“忒伊亚”（Theia）撞击早期地球，撞击产生的大量岩石与熔融物质进入地球周围轨道，形成原始月球碎片盘，再经由物质逐步聚积形成月球。
然而，美国西南研究院（SouthwestResearchInstitute）与亚利桑那大学合作的一项最新研究指出，过去的模拟往往将碰撞天体的“材料强度”视为可以忽略的因素，这可能改变我们对月球形成过程的理解。研究团队首次在月球形成的巨大撞击模拟中纳入与温度相关的材料强度，发现忒伊亚自身的地质性质会明显影响撞击后的物质分布与月球形成方式。
一颗火星大小的天体与地球发生巨大碰撞后，月球的形成方式发生了根本性变化。忽略强度的模拟结果（上图）显示，月 球形成于一个逐渐形成的碎片盘中；而考虑强度的模拟结果（下图）则显示，月球最终会完整地形成。（Source：SwRI）
研究团队首先比较完全相同的撞击条件，只改变是否考虑材料强度。在约2,000K、仍大致保持固态的高温条件下，若忽略材料强度， 忒伊亚约91%的质量会被地球吸积，剩余物质形成以熔融物为主的碎片盘，月球则需在后续数十小时甚至更长时间内由盘内物质逐渐聚积 ；但当模型加入材料强度后，忒伊亚在撞击过程中的变形方式发生改变，部分物质可保持大型完整残体，其中一个残体最终被捕获至地球轨道，形成近乎完整的月球。
模拟显示，这个卫星残体在撞击后约5小时便开始与地球形成独立轨道，而在后续潮汐作用下仍能维持完整。
温度为形塑关键：打破“越冷越容易保持完整”迷思
研究进一步测试约400、800及2,000K三种初始表面温度，且全部纳入材料强度，结果显示“越冷越容易形成完整月球”或“加入强度就一定能形成完整月球”都不正确。
约400K的寒冷情况下，忒伊亚较为强韧，撞击后大部分仍保持完整并重新撞回地球，只有少量物质形成碎片盘；约800K时，忒伊亚变 形程度增加，可形成一个较小的卫星残体，但其轨道过于接近地球，后续受到潮汐作用而在约12小时后瓦解。
反而在约2,000K、接近熔融但仍保有部分材料强度的情况下，忒伊亚会发生更充分的整体变形并分裂成大型残体，其中较外侧的残体 可经历与地球的近距离交会后存留下来，最终形成稳定的完整卫星。
撞击时机藏玄机，同位素高度相似仍留悬念
这项研究的重要意义，在于月球最初究竟是由撞击碎片逐步聚积而成，还是可能以一个大型、近乎完整的天体直接进入地球轨道，或许与撞击当时地球及忒伊亚的热状态有关。由于原行星在形成初期通常较热、之后逐渐冷却，因此研究结果建立了撞击时间、天体热状态与月球初始形成方式之间的新关联：较早发生的撞击可能具有较高温度，使忒伊亚更容易发生剧烈变形；较晚发生的撞击则可能面对较冷、较强的忒伊亚。
不过，研究也显示完整卫星的形成对撞击角度、速度及热状态相当敏感，因此目前仍不能据此确定月球究竟是在何时、以何种方式形 成。另一方面，模拟中的卫星主要由忒伊亚物质组成，而地球与月球目前高度相近的同位素组成仍是月球起源研究中的重要未解问题。