Månens ojämna gravitation

Ända sedan de första satelliterna skickades till månen för att spana ut landningsplatser för Apollo-astronauter har forskare lagt märke till ett märkligt fenomen: när dessa sonder kretsade runt månen, passerade över vissa kratrar och nedslagsbassänger, vek de med jämna mellanrum ur kurs och rasade mot månen. ytan innan den dras upp igen.

Rött och blått representerar starkare gravitationsgradienter i denna månkarta baserat på data från NASA:s GRAIL-uppdrag.

Som det visar sig var orsaken till sådana ojämna banor månen själv. Under åren har forskare observerat att dess gravitation är starkare i vissa regioner än andra, vilket skapar ett klumpigt gravitationsfält. I synnerhet uppvisar en handfull slagbassänger en oväntat stark gravitationskraft. Forskare, som misstänker att förklaringen har att göra med en överskottsfördelning av massan under månytan, har kallat dessa regioner masskoncentrationer eller mascons.

Exakt hur dessa mascons kom till har förblivit ett mysterium – fram till nu.

Med hjälp av högupplöst gravitationsdata från NASA:s Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) uppdrag kartlade forskare vid MIT och Purdue University strukturen hos flera mascons och fann att deras gravitationsfält liknar ett tjurmönster: ett starkt tyngdpunkt omgivet av alternerande ringar av svag och stark gravitation.

För att ta reda på vad som orsakade detta gravitationsmönster skapade teamet en datormodell av månens påverkan och körde modellen framåt för att simulera geologiska återverkningar i månens skorpa och mantel på både kort och lång sikt. De fann att simuleringarna återgav bull's-eye-mönstret under bara ett scenario.

När en asteroid kraschar in i månen skickar den material som flyger ut och skapar ett tätt band av skräp runt kraterns omkrets. Nedslaget skickar en chockvåg genom månens inre, som ekar i skorpan och producerar en motvåg som drar tätt material från månmanteln mot ytan, vilket skapar ett tätt centrum i kratern. Efter hundratals miljoner år svalnar ytan och slappnar av, vilket skapar ett öga som matchar dagens gravitationsmönster.

Denna tumultartade händelsekedja var förmodligen det som ledde till dagens månmaskoner, säger Maria Zuber, professor i geofysik vid institutionen för jord-, atmosfär- och planetvetenskap. Teamets resultat publicerades i S cience .

För första gången har vi en holistisk förståelse för processen som formar mascons, säger Zuber, som också är GRAILs huvudutredare och MIT:s vicepresident för forskning. Det kommer säkert att dyka upp fler detaljer, men kvaliteten på GRAIL-data möjliggjorde snabba framsteg i denna långvariga fråga.

Dölj