Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass sich die Pole des Mondes infolge von Asteroidenkollisionen über Milliarden von Jahren verändert haben.
Astronomen verwenden seit langem Mondkrater, um die Geschichte beider zu zeichnen der Mond und alles Sonnensystem, denn die Verteilung der Verwüstungen durch Asteroideneinschläge zeichnet ein Bild von den heftigen Zuständen im jungen Sonnensystem. Die neue Forschung dreht den Spieß um diese Studien herum, indem sie die Entfernung von Tausenden von Kratern simuliert und auch die Auswirkungen kleinerer Krater untersucht, wodurch 4,25 Milliarden Jahre der Mondgeschichte zurückgegeben werden.
Die Forscher vom Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland stellten fest, dass der Mond schwankte Asteroid Auffallend ist, dass sein Nord- und Südpol um etwa 10 Grad Breite wandern – das entspricht etwa 186 Meilen (300 Kilometer).
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Die geografischen Pole des Mondes befinden sich dort, wo sich seine Rotationsachse – die gedachte Linie, die ihn umkreist – mit der Mondoberfläche schneidet. Simulationen zeigten, dass während der Bewegung des Mondkörpers die Rotationsachse konstant blieb.
Die Entdeckung könnte Aufschluss darüber geben, wie sich der natürliche Satellit der Erde entwickelt hat, und könnte Forschern helfen, Wasser und andere Ressourcen zu lokalisieren, die für zukünftige bemannte Weltraummissionen verwendet werden könnten.
Wissenschaftler fanden darin gefrorenes Wasser Kalte dunkle Bereiche an den Polen des Mondes, aber wie viel Wasser es gibt, ist ein Rätsel. Indem sie verstehen, wie und wo sich die Pole verschieben, können Forscher ausrechnen, wie viel gefrorenes Wasser direkt aus festem Eis in Gas umgewandelt wurde – ein Prozess, der als Sublimation bezeichnet wird. Eine extreme Verschiebung der Positionen der Mondpole – insbesondere in Richtung wärmerer, weniger schattiger Regionen auf dem Mond – könnte dazu geführt haben, dass Wasser schnell sublimiert und an den Weltraum abgegeben wird, wodurch neues Wasser weniger Zeit hat, sich an den Polen anzusammeln.
„Basierend auf der Geschichte der Mondkrater scheint es, dass die Polarwanderung moderat genug war, damit das Wasser in der Nähe der Pole über Milliarden von Jahren im Schatten blieb und stabile Bedingungen hatte“, sagte Vishnu Viswanathan, ein Forschungswissenschaftler bei der NASA Goddard, der die Studie leitete auf den wandernden Polen des Mondes, sagte in a Aussage (Öffnet in einem neuen Tab).
Die Verschiebung der Pole wird durch ein Phänomen verursacht, das als „wahre Polarwanderung“ bezeichnet wird und auftritt, wenn ein rotierendes Objekt auf Hindernisse trifft, wie z. B. eine Änderung seiner Massenverteilung. Im Fall des Mondes geschah dies, als Asteroidenkollisionen eine tiefe Vertiefung in der Mondoberfläche erzeugten, wodurch Masse und Regionen mit geringerer Masse neu verteilt wurden.
Der Mond richtete sich neu aus und drehte diese „Taschen“ mit geringer Masse in Richtung der Pole. Als dies geschah, bewegte die Zentrifugalkraft – die gleiche Kraft, die den Teig am Boden einer Pizza glättet und dehnt – Regionen mit höherer Masse in Richtung des Mondäquators.
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„Wenn Sie den Mond mit all diesen Kratern betrachten, können Sie diese in den Gravitationsfelddaten sehen“, sagte David E. Smith, ein Forscher am MIT und Mitautor der neuen Forschung. „Ich dachte: ‚Warum kann ich nicht einfach eine dieser Gruben nehmen und sie einsaugen und die Signatur vollständig entfernen?‘ „
Smith ist der leitende Ermittler für das Instrument Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) an Bord des Lunar Reconnaissance Orbiter und hat Erfahrung mit dem Schwere Daten zur Beurteilung der Verschiebung an den Mondpolen. Smith, Viswanathan und ihr Team verwendeten LOLA-Daten, um Computermodelle zu entwerfen, die die Koordinaten und Breiten von 5.200 Mondkratern mit einem Durchmesser von 12 bis 746 Meilen (19 bis 1.200 Kilometer) nahmen.
Als nächstes ordnete das Team die Einschlagskrater Taschen mit höherer oder niedrigerer Schwerkraft zu, die auf einer Mondgravitationskarte gefunden wurden, die mit Daten des Gravitational and Interior Recovery Laboratory der NASA erstellt wurde. Sie ließen diese Simulationen rückwärts laufen, entfernten diese Taschen mit hoher und niedriger Schwerkraft und löschten so die Gruben nacheinander entsprechend ihrem Alter. Dieses Verderben der Entwicklung des Mondes brachte die Pole an die Positionen zurück, die sie vor Milliarden von Jahren einnahmen.
Forscher haben zuvor einen ähnlichen Prozess versucht, aber indem sie sich nur auf die größten Mondkrater konzentrierten, berücksichtigten diese Bemühungen nicht den Nettoeffekt kleinerer Einschläge auf die Pole des Mondes.
„Die Leute nahmen an, dass die kleinen Gruben vernachlässigbar waren“, sagte Viswanathan. „Sie werden einzeln vernachlässigt, aber gemeinsam haben sie eine enorme Wirkung.“
Die Forscher werden weiterhin die Entfernung kleiner Krater von der Mondoberfläche simulieren und planen, Merkmale zu entfernen, die durch Vulkanausbrüche in der Geschichte des Mondes verursacht wurden. Das Team hofft, dass diese zusätzlichen Schritte dazu beitragen werden, ein vollständigeres Bild der Polarwanderung des Mondes zu zeichnen.
Die Ergebnisse wurden am 19. September veröffentlicht Planetary Science Journal (Öffnet in einem neuen Tab).
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