Seletatud Kuu tükilise gravitatsiooni saladus

Gravitatsioonilised kõrvalekalded Kuul

Gravitatsioonilised kõrvalekalded Freundlich-Sharonovi löögibasseini kohal, mis asub Kuu kaugemal. (Pildi krediit: H. J. Melosh/Purdue ülikool/NASA Graali meeskond)



Kuu gravitatsioonivälja põhjalikult kaardistanud kosmoselaevade paar on aidanud astronoomidel lahendada pikaajalist saladust, miks kuu on nii gravitatsiooniliselt tükiline.



Teadlaste meeskond kasutas kogutud andmeid NASA kaks Graali sondi -mis lõpetas oma aastase gravitatsiooni kaardistamise missiooni 2012. aasta detsembris, kukkudes Kuule, et koguda uusi üksikasju kummaliste massikontsentratsioonide kohta, mis asuvad Kuu pinna all. Need geoloogilised struktuurid, mida nimetatakse mastoonideks (lühidalt massikontsentratsioonideks), on nii tihedad, et muudavad Kuu gravitatsioonivälja, põhjustades häireid, mis võivad kosmoselaeva selle orbiidil madalamal ümber Kuu tõmmata või metsikult kursilt kõrvale lükata.

Mascons avastati 1960ndatel, kui NASA ametnikud seda kavandasid Apollo kuu missioonid , kuid nende gravitatsiooniliste kõrvalekallete põhjused olid teadmata, ütles Jay Melosh, Lääne -Lafayette'i Purdue ülikooli geofüüsik ja uue (täna, 30. mail) ajakirjas Science avaldatud uuringu juhtiv autor. [20 kõige imelisemat Kuu missiooni]



'Mascons ei olnud nende avastamisel midagi muud kui navigeerimisohud,' ütles Melosh demokratija.eu -ile. 'Need olid Apollo planeerijatele tõeline kaelavalu - nagu karid ookeanis, need olid asjad, mida tuleks vältida ja ümber planeerida.'

Kuu gravitatsioonivälja kaardistades paljastasid Graali sondid Kuu -masonite asukohad ja pakkusid enneolematuid vaateid Kuu sisemisele struktuurile. See võimaldas teadlastel uurida kahte basseini - üks Kuu lähedal ja teine ​​Kuul kuu kaugemal - töötada välja keerukad arvutimudelid maskonside moodustamiseks.

Asteroidi mõju



Miljardeid aastaid tagasi, tohutu asteroidid, mis põrkasid kokku Kuuga jättis sügavad kraatrid, mis ulatusid õhukese kuukoore all asuvasse mantlimaterjali. Melosh ütles, et seni oli seletamatu, kuidas need suured löögipaigad võivad toetada äärmiselt tihedat materjali ja kuidas nende basseinide gravitatsiooniväli võib olla sellises tasakaalust väljas.

'Esialgu tundus, et masoniprobleemil on lihtne lahendus,' ütles uuringu kaasautor Jeff Andrews-Hanna, Colorado kaevanduskooli geofüüsika osakonna dotsent Goldenis, Colo. ' külg kuu olid osaliselt täidetud iidsete tiheda laava voogudega, mis tundusid olevat võimelised arvestama massi ülekülluse ja positiivsete gravitatsioonianomaaliatega.

Kuid peagi selgus, et mõne vesikonna puhul olid vaadeldavad laavavood massi ülejäägi selgitamiseks liiga õhukesed, ”ütles Andrews-Hanna demokratija.eu-ile. 'Mõned basseinid leiti isegi, kus olid välja pandud maskonsid, kuid neil puudus üldse laava täitmine.'



Teadlased tegid kindlaks, et iidse asteroidi kokkupõrke tagajärjel kaevati Kuule suured kraatrid, mille tagajärjel ümbritsevad kuumaterjalid ja Kuu vahevööst pärinevad kivid sulavad ja varisevad sissepoole. See sulamine muutis materjali tihedamaks ja kontsentreeritumaks, ütlesid teadlased.

'Kui kuumad materjalid jahtuvad ja pind jahtub, muutub see tugevaks ja võib toetada eriti tiheda materjali koormust Kuu vahevööst,' selgitas Melosh.

Tugev Kuu koorik, mis libiseb ka löögiauku alla, moodustab lõpuks vaagna kohal kõvera, kuid jäiga tõkke, hoides tihedad materjalid all.

Need kuu kaardid näitavad gravitatsiooni anomaaliaid, mida NASA mõõdab

Need kuu kaardid näitavad gravitatsiooni anomaaliaid, mida mõõdetakse NASA GRAILi missiooni abil.(Pildikrediit: NASA/JPL-Caltech/CSM)

Uute mudelite ehitamine

Melosh ja tema kolleegid kasutasid andmeid masside jaotumise kohta Kuul, et luua arvutisimulatsioone selle kohta, kuidas kuu koorik ja vahevöö käitusid miljardeid aastaid tagasi. Need mudelid andsid teadlastele ülevaate sellest, kuidas Kuu maskonsid tekkisid pärast tohutuid asteroidide lööke.

Uue uuringu tulemused pakuvad rohkem vihjeid Kuu dünaamilise evolutsiooni kohta, ütles Laurent Montesi, Marylandi ülikooli College Parki geoloogia osakonna dotsent ja ajakirja Science juhtkirja juht, kes kommenteerib tulemusi.

'Mis on selles tõesti lahe, saame nüüd täpselt uurida, millised tingimused viivad maskonside olemasolu või puudumiseni,' ütles Montesi. 'Nüüd, kui me teame midagi Kuu sisemusest, saame seda mudelit kohandada, et uurida maskoneid ja termilisi tingimusi teistel planeetidel.'

Maskotid eksisteerivad teadaolevalt Marsil ja Merkuuril, kuid mitte Maal, lihtsalt sellepärast, et asteroidide löögid ja järgnevad kraatrid ei olnud piisavalt suured, et Maa vahevööst materjale kokku lüüa. Sellegipoolest võib masonite moodustamise mõistmine anda astronoomidele kindlama arusaama sellest, kuidas suured mõjud võivad muuta planeetide ja kuude geoloogiat.

'Nüüd teame, et iidne kuu pidi olema palju kuumem kui praegu ja koorik oli õhem, kui me arvasime,' ütles Melosh. 'Esimest korda saame järelejäänud basseinide ja piirkondade gravitatsiooniallkirjade abil aru saada, kui suur asteroid Kuule tabab. Meil on nüüd tööriistad, et saada rohkem teada asteroidide rünnakute pommitamisest ja sellest, millega iidne Maa võis silmitsi seista. ”

Jälgige Denise Chow'i Twitteris @denisechow . Järgne meile @Spacedotcom , Facebook või Google+ . Algselt avaldatud demokratija.eu .