模拟月球被撕裂，发现意外现象
许多围绕外行星的冰质卫星在其早期历史中可能曾遭受其他大型天体的撞击，一些撞击的能量足以将这些卫星完全撕裂。
研究指出，冰冻卫星在经历剧烈撞击后仍可能保留内部海洋，这一发现有助于指导人类寻找地外生命。
土星、天王星和海王星的许多卫星被认为在数英里厚的冰壳之下隐藏着液态水。这些被掩埋的海洋含有我们所知生命所需的基本成分，使其成为在受剧烈碰撞塑造的区域中搜寻地外生物的有望之地。
科学家怀疑今天的一些卫星是反复被太空碎片击碎后重新聚集的残余物。这种宇宙中的碰撞事件引发了一个对天体生物学家至关重要的问题：大规模的碰撞是否会摧毁卫星上的海洋，从而抹去生命存在的可能？
由马里兰大学牵头的一项研究发表在《自然天文学》期刊上，该研究通过模拟卫星经历解体、重新聚集以及随后数十亿年的演化过程，对这一问题进行了探究。 我们提出的一个关键问题是：这些破坏性事件究竟是帮助卫星在之后形成海洋，还是彻底摧毁了海洋，使卫星重新变成一个寒冷而死寂的世界？主要作者、马里兰大学天文学副研究员马克内维尤解释道：我们发现，就海洋而言，那些大型碰撞其实并不重要。如果之前存在过海洋，那么之后很可能还会存在海洋；反之亦然。
裂缝、峡谷、陨石坑和条纹出现在土星冰冻卫星迪伊恩的图像中。信用：NASAJPLCaltech 一次碰撞是否使瑞亚的陨石坑变得平缓？ 尽管一次撞击可能无法决定海洋是否存在，但它所释放的热量仍可能在卫星表面留下可见痕迹。在土星的卫星瑞亚上，古老的陨石坑看起来异常平滑且轮廓柔和。研究人员将这些特征视为一种可能的契机，用以检验一次撞击是否曾使已存在的海洋升温，并足以改变其上方的冰层。
这就像在冬天堆了一个雪人，一周后气温升高、阳光照射，雪人便开始融化。内韦解释道，瑞亚的陨石坑看起来也像这样被抹平了，但造成这种现象的并非太阳辐射，而是来自内部的热量。远古时期的一次碰撞可能激发了其内部海洋，从而有助于解释这颗卫星为何呈现出这样的地貌特征。
破碎的卫星仍可能成为海洋世界 要长期追踪碰撞所产生的影响，仅依靠撞击模型是不够的。内韦和他在美国西南研究院（科罗拉多州）以及以色列魏茨曼科学研究所的同事，将撞击模拟与月球内部演化模型相结合。这两个模型协同工作，既能呈现月球解体时发生的物理过程，也能判断重新聚合形成的天体是否仍保有足够热量以维持液态水的存在。 影响模拟跟踪了数百万块岩石和冰块碎片，它们在破碎、加热后又重新聚集在一起。研究团队模拟了半径约为500公里和1000公里（约310英里和620英里）的卫星，这些卫星被足够强大的小天体撞击而被炸碎。 这些模拟几乎是我们能想到的最大碰撞了，内韦说。如果这些都没影响，小一点的碰撞就更不可能有影响了。
一幅图示说明碰撞可能会摧毁卫星并影响其重新形成。图片来源：马可内沃，马里兰大学 内部模型随后追踪了重组后的月球长达数亿年，计算热量如何在其核心积聚和散失，以及冰是否能融化成海洋。这种长期视角揭示了撞击的影响为何取决于月球的大小。碰撞提供了热量，但也重新排列了岩石和冰，改变了重建后的月球保持温暖的有效程度。 在较大的卫星中，撞击产生的能量会转化为额外的热量，实际上能让已有的海洋维持更久，甚至长达数十亿年。而在较小的卫星上，情况则相反，内沃说，在碰撞发生前，这些小型卫星拥有一层由冰和岩石混合而成的杂乱外层，就像一层隔热毯，有助于保留维持海洋所需的热量。撞击会将这一切打散，当卫星重新形成时，岩石下沉到中心，冰则浮到表面。这样一来，小型卫星就更难维持海洋了，因为那层‘毯子’已经消失了。但无论哪种情况，撞击都不会创造出原本会保持冻结状态的海洋。 潮汐产生的热量也会影响冰层下方的水能否保持液态。当引力使卫星发生形变时，其内部可能因此产生热量；内韦指出，这一过程在评估卫星是否具备支持生命潜力时，至少与碰撞历史同等重要。卫星轨道的变化也可能使其彼此靠近乃至相撞，因此，要重建其演化历史，就必须将轨道运动与其内部发生的物理过程联系起来。 未来，我希望能启动一个月球系统模拟，观察月球如何运动、相互碰撞，以及碰撞后其内部结构如何变化。或许这样我们就能重建土星、天王星和海王星周围曾发生过什么。 在重建的月球内部探寻生命 这些发现适用于NASA及其他航天机构计划探测的众多天体，包括土星的中等大小卫星——米马斯、恩克拉多斯、忒堤斯、狄俄涅和瑞亚；天王星的卫星——米兰达、阿里尔、乌姆布里埃尔、泰坦尼亚和奥伯龙；以及海王星的大卫星——特里同。 了解哪些天体最可能含有水，有助于航天机构及行星科学界确定探测任务的目标天体，并决定应搭载何种科学仪器。地下海洋可能通过其引力效应显露踪迹，而盐类沉积物或被称为冰火山的低温火山活动，则可能在表面留下线索。此外，对海洋中可能存在的生命形式的预期，也将影响探测所需仪器的灵敏度设计。 如果只有少量微生物，你设计的搜寻任务就和海洋中满是鲸鱼时完全不同，内沃说，我们要寻找的生命类型将决定我们需要开发什么样的工具。 本研究由美国国家航空航天局宜居世界计划资助（资助编号80NSSC22K0403），并获得美国国家航空航天局哈勃Fellowship（资助编号HSTHF251491）及美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心（资助编号80GSFC24M0006）的额外支持。 相关知识（天文术语） 月球被撕裂是一种科幻或假设性的说法，指月球因外力作用而破裂或解体。这种现象在现实中尚未发生，通常出现在科幻作品或理论探讨中，用以描述极端天文事件的影响。