Se selittää paljon. Kuun suurimmassa kraatterissa on metallipala, joka on 5 kertaa suurempi kuin Havaijin suuri saari
Yksi aurinkokunnan suurimmista kraatereista on Kuussamme. Sitä kutsutaan Etelänapa-Aitken (SPA) -altaaksi, ja sen halkaisija on 2 500 km (1 600 mailia) ja 13 km (8,1 mailia). Uusi tutkimus sanoo, että altaassa saattaa olla valtava metallipala, joka on suurempi kuin Havaijin Big Island.
Tutkimus, jonka otsikko on ' Kuun etelänavan ja Aitkenin altaan syvä rakenne ”, on julkaistu Geophysical Research Lettersissa. Sen pääkirjoittaja on Peter B. James, planeettojen geofysiikan apulaisprofessori Baylor's College of Arts & Sciencesista. Se perustuu NASA:n tietoihin Painovoiman palautus ja sisälaboratorio (GRAIL) -tehtävä.
SPA-allas on aurinkokunnan suurin yleisesti tunnustettu törmäyskraatteri. Sitä ei voi nähdä maasta, koska se on Kuun toisella puolella. Se on soikea, ja jos se olisi maan päällä, se ulottuisi Wacosta Texasista Washington DC:hen. 13 km:n (8,1 mailia) syvyydeltään kraatteri on noin kuusi kertaa leveämpi. Sen asema yhtenä Kuun vanhimmista, hyvin säilyneistä rakenteista tekee SPA-altaan tieteellisesti kiinnostavan kohteen.
Tämän jättimäisen kraatterin alle on haudattu valtava metallipala.
Väärävärigrafiikka Kuun toiselta puolelta, jossa näkyy törmäyskraatteri. Kuvan ansiot: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizonan yliopisto
”Kuvittele, että otat viisi kertaa Havaijin suursaaria suuremman metallipinon ja hautaat sen maan alle. Suunnilleen näin paljon odottamatonta massaa havaitsimme', sanoi johtava kirjoittaja Peter B. James.
Massa on todennäköisesti satoja kilometrejä kuun pinnan alla, mutta kuten paperi sanoo: 'Se voi olla suuri tiheyspoikkeama, joka on jakautunut vaatimattomalle syvyydelle, tai se voi olla hienovarainen tiheyspoikkeama, joka on jakautunut koko vaipan syvyyteen. ”
Tämä kuva näyttää vaipan massaylimäärän pinta-alayksikköä kohti. Suuri massaylimäärä Etelänavan-Aitken-altaan eteläosassa osuu yhteen keskuspainamuksen kanssa, joka on ääriviivattu tässä katkoviivalla harmaalla ympyrällä. Mustat viivat merkitsevät parhaiten sopivat ellipsit Etelänavan-Aitken-altaan sisärenkaaseen, ulkorenkaaseen ja ulkokuoreen. Kuvan luotto: James et. al., 2019.
NASAn GRAIL-tehtävä käynnistettiin vuonna 2011, ja se käytti noin vuoden kuun painovoiman kartoittamiseen ennen kuin se törmäsi Kuuhun yhdessä viimeisessä liikkeessä. GRAIL käytti kahta avaruusalusta samalla kuun kiertoradalla. Niitä kutsuttiin GRAIL-A ja GRAIL-B tai Ebb ja Flow.
Kun EBB ja FLOW lensivät alueiden yli, joilla oli eri massat, ne siirtyivät hieman toisiaan kohti tai poispäin. GRAIL-avaruusaluksen tarkkuusinstrumentit mittaavat näitä muutoksia, ja dataa käytettiin korkearesoluutioisen kuvan luomiseen Kuun gravitaatiokentästä.
GRAILin luoma Kuun painovoimakartta. Punainen edustaa massaylimäärää ja sininen massapuutteita. Kuvan ansiot: NASA/JPL-Caltech/MIT/GSFC – GRAIL's Gravity Map of the Moon, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106
Yksi GRAILin tieteellisistä tavoitteista oli määrittää maanalainen rakenne vaikutusaltaat ja kuun alkuperä maskonit (massapitoisuudet.) Tämä tutkimus perustuu tähän pyrkimykseen, ja se yhdistää GRAIL-tiedot dataan Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)
'Kun yhdistimme GRAIL-tiedot Lunar Reconnaissance Orbiterin kuun topografiatietoihin, havaitsimme odottamattoman suuren määrän satoja maileja etelänavan ja Aitkenin altaan alla', James sanoi.
Olipa tuo tiheä aine mikä tahansa, se vetää kraatterin pohjaa alas yli puoli mailia Jamesin mukaan. Tietokonesimulaatiot viittaavat siihen, että massa voisi olla valtava nikkelin ja raudan pala ja että se oli Kuuhun osuneen asteroidin ydin, joka asettui ylempään vaippaan.
'Yksi tämän ylimääräisen massan selityksistä on, että tämän kraatterin muodostaneen asteroidin metalli on edelleen upotettuna Kuun vaippaan', James sanoi. Lehdistötiedote . Uuden paperin mukaan 'vaipassa havaittu ylimääräinen massa vastaa noin 95 km:n halkaisijaltaan olevaa rauta-nikkeliydintä Kuun vaipassa'.
Kaavakuva Kuun rakenteesta. Kuvan luotto: Bryan Derksen englanninkielisestä Wikipediasta – Liftarn on siirtänyt en.wikipediasta Commonsiin CommonsHelperin avulla., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4489173
He tekivät matematiikan ja matematiikka sanoi…
'Teimme laskelman ja osoitimme, että törmäyksen tehnyt asteroidin riittävän hajallaan oleva ydin voi jäädä kuuhun vaippaan tähän päivään asti sen sijaan, että se uppoaisi Kuun ytimeen', James sanoi.
Mutta se ei ole ainoa mahdollisuus. Vain ilmeinen.
Materiaalimassa voi olla kuun muodostumisen jäännös. On mahdollista, että kyseessä on tiheiden oksidien pitoisuus Kuun magman valtameren kiinteytymisen viimeisestä vaiheesta. Kuu syntyi noin 4,51 miljardia vuotta sitten, luultavasti seurauksena maan törmäyksestä muinaiseen protoplaneettaan nimeltä Theia . Pian sen muodostumisen jälkeen, 4,5 miljardia vuotta sitten, sen magmameret jäähtyivät ja jähmettyivät. Niiden jäähtyessä ja kiinteytyessä yksi viimeisistä muodostuneista oksideista olisi ollut FeTiO3, joka tunnetaan myös nimellä ilmeniitti . Se on hyvin tiheä ja voi selittää poikkeaman.
SPA-altaan alla olevan materiaalin tarkkaa luonnetta on vaikea määrittää. Vaikuttaa erittäin epätodennäköiseltä, että valtava pitoisuus rautaa ja nikkeliä, jos se on sitä, on aivan aurinkokunnan suurimman törmäyskraatterin alla ilman, että nämä kaksi ovat yhteydessä toisiinsa.
Jos se oli seurausta asteroidin törmäyksestä, milloin se tapahtui? Kuten James kertoi Universe Todaylle: 'Emme tiedä, mutta jos Kuu oli liian kuuma iskun aikaan, iskulaitteen ytimestä tulevan tiheän metallin olisi luultavasti pitänyt pudota alas kuun ytimeen asti, jolloin emme näkisi sitä.'
SPA:n ympärillä säilynyt kraatterin reuna on tärkeä todiste törmäysajan määrittämiseksi. Kuten James kertoi Universe Todaylle: 'Emme myöskään näkisi säilytettyä reunaa, jos SPA muodostuisi magmameressä. Siksi Kuulla oli todennäköisesti mahdollisuus jäähtyä jonkin verran ennen kuin tämä vaikutus tapahtui.'
Toinen kuva etelänapa-Aitken-altaalta Japanin Kaguya-luotaimesta. Tekijä Ittiz – Oma työ, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035
Se on erilainen kuin muut kraatterit
SPA-allas eroaa muista Kuun törmäyskraattereista. Muissa kraatereissa on painovoimapoikkeamien napakymppikuvio, mutta SPA:ssa ei. James kertoi Universelle tänään, että SPA:lla on 'laaja heikon painovoiman alue korreloi topografisen painuman kanssa, jonka aiheuttaa Kuun pintaa painava tiheä vaippaanomaalia'.
Vertailu SPA:n (oikealla) ja Moon's Orientale Basinin (vasemmalla) vierekkäin. Huomaa itämaisen vaikutusalueen napakymppikuvio ja SPA-altaassa olevan napakymppikuvion puuttuminen. Kuvan ansiot: NASA/GRAIL
Jamesin mukaan allas on 'yksi parhaista luonnollisista laboratorioista katastrofaalisten vaikutustapahtumien tutkimiseen, muinaiseen prosessiin, joka muokkasi kaikkia nykyään näkemiämme kiviplaneettoja ja kuuta'.
SPA-altaan salaisuuksien paljastaminen vaatii enemmän työtä. Joko asteroidin törmäyksen tai magman jähmettymisen aiheuttamien oksidien sulkeminen pois anomalian syynä vaatii parannettuja simulaatioita. Kuten James sanoi Universe Todaylle: 'Paras tapa sulkea pois yksi skenaario olisi suorittaa uudempia ja parempia simulaatioita.'
Lähteet:
- Lehdistötiedote: Kuun suurimman kraatterin alla havaittu massapoikkeama
- Tutkimus paperi: Kuun etelänavan syvä rakenne? Aitkenin altaan
- Wikipedian artikkeli: Etelänapa-Aitkenin allas
- NASA: GRAIL-tehtävä