图：幸存月球的轨道倾角(单位为度)随该月球的轨道半长轴(单位为地球半径)的分布。黑点、蓝点、红点分别表示较大质量的月球与地球合并或被弹射出去、两个月球合并、较小质量的月球与地球合并或被弹射出去。
近日，我校理论物理中心团队在月球轨道倾角的起源问题上提出了原创理论机制。河南师范大学理论物理中心刘文帅在国际天体物理学期刊《The Astrophysical Journal》发表题为“Origin of the Lunar Inclination from Tidal Interaction of Multiple-Moon System”的研究论文，该研究通过引入双月与地球的潮汐演化模型解决了月球轨道倾角的物理起源问题。
根据月球起源的大碰撞理论，月球是通过吸积由忒伊亚与原始地球碰撞所产生的碎片而形成的，理论预测月球形成时相对于地球赤道面的轨道倾角约在1度以内的范围。当前月球轨道面相对于黄道面的倾角为5度，这意味着追溯到其刚形成时月球相对于地球赤道的轨道倾角需要达到10度左右，这与赤道面上形成月球的结论相矛盾，这就是月球轨道倾角问题，是月球起源理论的数个未解难题(月球同位素危机、月球二分性起源、月球轨道倾角问题等)之一。
针对月球轨道倾角的起源问题，河南师范大学的刘文帅提出了原创理论：两个月球与地球在早期之间的潮汐相互作用。由于模拟大碰撞所产生的碎片盘在形成月球的过程中，两颗月球(两个月球的质量不一样)的出现也是模拟出来的常见结果，因此地球与轨道倾角小于1度的两个月球之间的潮汐相互作用会导致一颗月球与地球合并、或两颗月球合并、或一颗月球被弹射出去，从而使幸存下来的月球在早期相对于地球赤道的轨道倾角可达数十度，该理论可以从自然的过程来解释月球轨道倾角的起源问题。
论文链接：https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae4491
作者简介：刘文帅，男。主要从事原初引力波的探测、高能天体物理以及行星科学的研究。近年来，在ApJ, MNRAS等国际主流期刊发表 SCI 论文 10 篇，其中第一作者8篇。
（物理学院 刘文帅）