Små kratere bliver til vandrende poler på månen, viser NASA-undersøgelse

Månens kratere bevarer milliarder af års historie. Forskere har lært om forholdene i vores tidlige solsystem ved at studere sammensætningen, størrelsen og fordelingen af ​​disse huller i månens overflade, skabt for længe siden af ​​kollisioner med asteroider.

Men i stedet for direkte at studere karakteristika ved disse huller, besluttede et hold baseret på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, at prøve noget andet. Ved hjælp af computersimuleringer "slettede" de tusindvis af kratere fra månens overflade, som om de skruede uret 4,25 milliarder år tilbage til et tidspunkt, før kraterne blev dannet. De fandt ud af, at placeringen af ​​månens nord- og sydpol bevægede sig lidt i løbet af denne periode.

Da månen skiftede denne vej og den fra virkningerne af asteroide-nedslag, "vandrede" placeringen af ​​polerne 10 grader i breddegrad (eller 186 miles / 300 kilometer), rapporterede videnskabsmænd den 19. september i The Planetary Science Journal . Geografiske nord- og sydpoler ligger, hvor et himmellegemes rotationsakse skærer dets overflade. I dette tilfælde forblev månens rotationsakse, den imaginære linje, der passerer gennem dens centrum, og omkring hvilken den roterer, den samme, som månens krop flyttede sig.

Information om vandrende poler kan være nyttige til at forstå månens udvikling; specifikt tilstanden af ​​ressourcer, såsom vand, på dens overflade. Forskere har fundet frosset vand i skyggefulde områder nær månens poler, men de ved endnu ikke, hvor meget der er. Hvis månen drastisk havde flyttet placeringen af ​​sine poler mod et varmere, mindre skygget område, såsom ækvator, kunne noget frosset vand have sublimeret (ændret fra en fast tilstand til en gasformig tilstand) fra overfladen, hvor nyt vand havde haft mindre tid til at akkumulere ved de nye poler.

Men, siger Vishnu Viswanathan, en NASA Goddard-videnskabsmand, der ledede undersøgelsen, "Baseret på månens kraterhistorie ser polarvandring ud til at have været moderat nok til, at vandet nær polerne har forblevet i skyggerne og haft stabile forhold gennem milliarder af år. ."

Fænomenet bag de skiftende poler er kendt som True Polar Wander, og det er det, der sker i henhold til fysikkens love med et objekt, i dette tilfælde månen, der forsøger at holde sig selv roterende, når den står over for forhindringer, såsom ændringer i dens måde at masse fordeles.

Da asteroiden rammer udgravet masse og efterlader fordybninger i overfladen - eller lommer med lavere masse - reorienterede månen sig selv for at bringe disse lommer mod polerne, mens den bragte områder med højere masse ud mod ækvator via centrifugalkraft. Det er den samme kraft, der virker på dejen, når en pizzamaskine kaster og drejer den i luften for at strække den ud.

For at bestemme graden af ​​månens polarvandring samarbejdede Viswanathan med flere videnskabsmænd, herunder David E. Smith, hovedefterforsker for Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA), ombord på NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) rumfartøj. Smith blev interesseret i at bruge tyngdekraftsdata til at finde ud af, hvor langt månens poler har vandret efter at have tjent som stedfortrædende hovedefterforsker af NASAs Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mission. GRAIL kortlagde månens tyngdefelt meget detaljeret, før missionen sluttede i 2012.

"Hvis du ser på månen med alle disse kratere på den, kan du se dem i tyngdefeltdataene," sagde Smith fra Massachusetts Institute of Technology i Cambridge. "Jeg tænkte:'Hvorfor kan jeg ikke bare tage et af de kratere og suge det ud, fjerne signaturen helt?'"

Smith, Viswanathan og deres team arbejdede med omkring 5.200 kratere - varierende i størrelse fra 12 miles (20 kilometer) til 746 miles (1.200 kilometer) brede. De designede computermodeller, der tog koordinaterne og bredderne af alle disse kratere fra topografiske kort over månen lavet med LOLA-data og fandt derefter deres tilsvarende gravitationssignaturer – eller lommer med højere eller lavere gravitation – på et gravitationskort fra GRAIL. Forskerne kørte derefter simuleringer, der fjernede gravitationssignaturerne fra hvert krater sekventielt efter alder, hvilket i det væsentlige spolede månens udvikling tilbage og bevægede polerne tilbage mod deres ældgamle placeringer, hvor hvert stød blev elimineret.

Mens andre forskere, der studerer polarvandring, har fjernet kratere fra registreringen, har de kun fjernet et par dusin af de største. "Folk antog, at små kratere er ubetydelige," sagde Viswanathan. "De er ubetydelige individuelt, men tilsammen har de en stor effekt."

Viswanathan sagde, at hans team kommer tættere på at finde ud af den sande grad af polarvandring på månen, men forskerne mangler stadig at forfine deres skøn. De planlægger at slette flere små kratere fra månen og fjerne andre funktioner, såsom vulkanudbrud, der kunne have bidraget til at flytte polerne.

"Der er et par ting, som vi ikke har taget højde for endnu, men en ting, vi gerne ville påpege, er de små kratere, som folk har forsømt, de betyder faktisk noget, så det er hovedpointen her," sagde Sander Goossens, en Goddard planetarisk videnskabsmand, der deltog i undersøgelsen. + Udforsk yderligere

NASA Artemis1 skal bære ASU CubeSat ud i rummet