根据两位天体物理学家的新分析，大约在39亿年前，一颗巨大的小行星可能以如此巨大的力量撞击月球，以至于改变了卫星的自转。这次撞击可能使月球开始旋转，最终稳定下来，与其先前的方向相比旋转了180度。目前，地球人抬头看月亮时，总是看到它同一面；月球的另一面“暗面”则指向别处
这是同步自转的结果，一种轨道锁定的状态，使得月球绕地球公转一周只自转一次[《科学美国人》]。
新的发现表明，39亿年前地球看到的月球景象与现在不同，尽管当时地球上可能还没有生命来观察。研究人员通过分析月球的陨石坑得出了这个令人惊讶的结论。
根据早期的计算机模拟，从地球上看，月球的西半球应该比东半球多大约30%的陨石坑。这是因为西半球总是面向月球轨道前进的方向，这使得它更容易被碎片击中，就像一辆行驶的汽车，前挡风玻璃比后挡风玻璃更容易被雨滴击中一样[《新科学家》]。
然而，当研究人员检查陨石坑的年代时，他们发现了一个更复杂的情况。西半球确实拥有最集中的年轻撞击盆地，但东半球却拥有大多数古老的陨石坑。这表明东半球曾经遭受过严重的撞击，月球曾经有过不同的朝向。研究人员认为，我们年轻的太阳系在40亿年前是一个动荡不安的地方，当时地球和月球经历了一系列被称为“晚期重轰炸期”的撞击。在新发表在《Icarus》杂志上的研究中，研究人员提出，其中一次如此巨大的撞击
会扰乱卫星的自转速率，导致在数万年的时间里，从地球上看，月球似乎在缓慢转动。最终，它会稳定在当前的位置[《新科学家》]。
该研究的合著者马克·维兹雷克（Mark Wieczorek）说，在这次小行星撞击之前，月球就处于同步自转状态，并且改变后的朝向很可能与其先前的对齐方向相差180度。他指出
月球表面因地球引力引起的潮汐隆起，会使月球变形为细长形状，这有助于稳定其位置，会阻止月球在任何中间朝向上轻松进入同步状态……“仅凭物理学原理，至少有一次，甚至可能不止一次的撞击让月球变成这样，这是非常非常非常有可能的，”维兹雷克说[《科学美国人》]。
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