Jedna z największych kraterów w Układzie Słonecznym znajduje się na naszym Księżycu. Nazywa się dorzecze bieguna południowego-Aitken (SPA) i ma średnicę 2500 km (1600 mil) i głębokość 13 km (8,1 mil). Nowe badanie mówi, że basen może zawierać ogromny kawałek metalu, który jest większy niż Big Island na Hawajach.
Badanie zatytułowane „Głęboka struktura księżycowego basenu bieguna południowego-Aitken” zostało opublikowane w Geophysical Research Letters. Jego głównym autorem jest Peter B. James, asystent profesora geofizyki planetarnej w Baylor's College of Arts & Sciences. Opiera się na danych z misji NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL).
Basen SPA to największy powszechnie rozpoznawany krater uderzeniowy w Układzie Słonecznym. Nie można go zobaczyć z Ziemi, ponieważ znajduje się po drugiej stronie Księżyca. Ma owalny kształt, a gdyby był na Ziemi, rozciągałby się od Waco w Teksasie po Waszyngton. Przy głębokości 13 km (8,1 mi) krater jest około sześć razy głębszy niż szeroki. Jego status jako jednej z najstarszych, dobrze zachowanych struktur na Księżycu sprawia, że basen SPA jest przedmiotem wielu zainteresowań naukowych.
Pod tym olbrzymim kraterem zakopany jest ogromny kawałek metalu.
„Wyobraź sobie wzięcie stosu metalu pięć razy większego niż Big Island of Hawaii i zakopanie go pod ziemią. To mniej więcej tyle nieoczekiwanej masy wykryliśmy ”- powiedział główny autor Peter B. James.
Masa znajduje się prawdopodobnie setki mil pod powierzchnią Księżyca, ale jak napisano w gazecie: „Może to być anomalia o dużej gęstości rozproszonej na skromnym zakresie głębokości lub może to być subtelna anomalia gęstości rozproszona na całej głębokości płaszcza. ”
Misja NASA GRAIL została uruchomiona w 2011 roku i spędziła około roku na mapowaniu grawitacji Księżyca, zanim uderzyła w Księżyc podczas ostatniego manewru. GRAIL użył dwóch statków kosmicznych na tej samej orbicie księżycowej. Nazywano je GRAIL-A i GRAIL-B lub Ebb and Flow.
Gdy EBB i FLOW przelatywały nad obszarami o różnych masach, przesunęły się nieco w kierunku do siebie lub od siebie. Precyzyjne instrumenty na statku kosmicznym GRAIL mierzą te zmiany, a dane wykorzystano do wygenerowania obrazu pola grawitacyjnego Księżyca w wysokiej rozdzielczości.
Jednym z celów naukowych projektu GRAIL było określenie struktury podpowierzchniowej basenów uderzeniowych i pochodzenia tuszów księżycowych (stężenia masowe). Badanie to wynika z tego wysiłku i łączy dane GRAIL z danymi z Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)
„Kiedy połączyliśmy te dane GRAIL z danymi topografii Księżyca z Lunar Reconnaissance Orbiter, odkryliśmy nieoczekiwanie dużą ilość masy setki mil pod dorzeczem Bieguna Południowego-Aitken” - powiedział James.
Jakakolwiek jest ta gęsta materia, według Jamesa sprowadza ona krater o ponad pół mili. Symulacje komputerowe sugerują, że masa może być ogromnym kawałkiem niklu i żelaza oraz że jest rdzeniem asteroidy, która uderzyła w Księżyc i utkwiła w górnym płaszczu.
„Jednym z wyjaśnień tej dodatkowej masy jest to, że metal z asteroidy, która utworzyła ten krater, jest nadal osadzony w płaszczu Księżyca”, powiedział James w komunikacie prasowym. Według nowego artykułu „nadmiar masy zaobserwowany w płaszczu jest w przybliżeniu równoważny… rdzeniu żelazno-niklowemu o średnicy 95 km w płaszczu Księżyca”.
Oni zrobili matematykę i matematykę powiedzieli…
„Zrobiliśmy matematykę i pokazaliśmy, że wystarczająco rozproszony rdzeń asteroidy, który spowodował zderzenie, może pozostać zawieszony w płaszczu Księżyca do dnia dzisiejszego, zamiast zatapiać się w jądrze Księżyca” - powiedział James.
Ale to nie jedyna możliwość. Po prostu oczywisty.
Masa materiału może być reliktem formacji Księżyca. Możliwe, że jest to stężenie gęstych tlenków z ostatniego etapu krzepnięcia oceanu magmy księżycowej. Księżyc powstał około 4,51 miliarda lat temu, prawdopodobnie w wyniku zderzenia Ziemi ze starożytną protoplanetą o nazwie Theia. Krótko po powstaniu, 4,5 miliarda lat temu, oceany magmy ochłodziły się i zestalały. Gdy ostygną i zestalą się, jednym z ostatnich tworzących się tlenków będzie FeTiO3, znany również jako ilmenit. Jest bardzo gęsty i może wyjaśnić anomalię.
Trudno jest ustalić dokładną naturę materiału pod umywalką. Wydaje się niezwykle mało prawdopodobne, aby ogromne stężenie żelaza i niklu znajdowało się tuż pod jednym z największych kraterów uderzeniowych Układu Słonecznego, bez połączenia tych dwóch.
Jeśli to był efekt uderzenia asteroidy, to kiedy to się stało? Jak James powiedział Space Magazine: „Nie wiemy, ale jeśli Księżyc był zbyt gorący w momencie uderzenia, gęsty metal z rdzenia impaktora prawdopodobnie powinien był zatonąć aż do rdzenia Księżyca, w takim przypadku nie widzielibyśmy tego. ”
Zachowana krawędź krateru wokół SPA stanowi ważny dowód na ustalenie czasu uderzenia. Jak James powiedział Space Magazine: „Nie zobaczylibyśmy również zachowanej krawędzi, gdyby SPA powstało w oceanie magmy. Dlatego Księżyc prawdopodobnie miał szansę nieco się ochłodzić, zanim nastąpił taki wpływ. ”
Jest inny niż inne kratery
Basen SPA różni się od innych kraterów uderzeniowych na Księżycu. Inne kratery mają anomalie grawitacyjne w kształcie byka, ale SPA tego nie robi. James powiedział Space Magazine, że SPA „ma szeroki obszar słabej grawitacji skorelowany z obniżeniem topograficznym, które powstaje w wyniku gęstej anomalii płaszcza obciążającej powierzchnię Księżyca”.
Według Jamesa basen jest „jednym z najlepszych naturalnych laboratoriów do badania katastroficznych zderzeń, starożytnym procesem, który ukształtował wszystkie skaliste planety i księżyce, które dziś widzimy”.
Odkrycie tajemnic basenu SPA wymaga więcej pracy. Wykluczenie uderzenia asteroidy lub tlenków z krzepnięcia magmy jako przyczyny anomalii będzie wymagało ulepszonych symulacji. Jak James powiedział Space Magazine: „Najlepszym sposobem na wykluczenie jednego lub drugiego scenariusza byłoby wykonanie nowszych i lepszych symulacji”.
Źródła:
- Informacja prasowa: Masowa anomalia wykryta pod największym kraterem Księżyca
- Artykuł badawczy: Głęboka struktura księżycowego bieguna południowego - basen Aitken
- Wpis w Wikipedii: dorzecze Bieguna Południowego – Aitken
- NASA: Misja GRAIL
