یک برخورد باستانی عظیم ممکن است قطعاتی از اعماق ماه را درست جایی که فضانوردان آینده آرتمیس میتوانند آنها را پیدا کنند، پراکنده کرده باشد.
خلاصه:
یک برخورد باستانی عظیم ممکن است برخی از عمیقترین اسرار ماه را به طرز شگفتآوری نزدیک به مکانهای فرود آرتمیس آینده باقی گذاشته باشد. دانشمندان با بازسازی برخوردی که حوضه غولپیکر قطب جنوب- آیتکن – بزرگترین و قدیمیترین دهانه ماه – را تشکیل داد، دریافتند که برخورد کم زاویه یک جسم بزرگ با هسته آهنی، موادی را از اعماق ماه، از جمله سنگهای گوشته، منفجر کرده است.
دانشمندان مرکز منشأ و تکامل ماه، یک سازمان مجازی ناسا به رهبری موسسه تحقیقاتی جنوب غربی، موادی را که هنگام ایجاد حوضه باستانی قطب جنوب-آیتکن (آبی)، یک ساختار عظیم در سمت پنهان ماه، توسط یک برخوردگر بزرگ، حفاری شده بود، مطالعه کردند. دو مطالعهی مکمل مشخص کردند که منطقهی اطراف SPA حاوی سنگهای مشتقشده از گوشته (نارنجی و سیاه) است که اطلاعاتی در مورد درون ماه و تاریخچهی اولیهی آن ارائه میدهد. مکانهای فرود پیشنهادی (مربعهای سفید) برای ماموریتهای آتی آرتمیس به قطب جنوب ماه در این منطقه قرار دارند و به فضانوردان امکان دسترسی به مطالعهی این مواد را میدهند. منبع: NASA/JPL-Caltech/Goddard/Gabe Gowman-U. آریزونا. دادههای ماموریت GRAIL ناسا و ارتفاعسنج لیزری مدارگرد شناسایی ماه ناسا
دانشمندان بینش جدیدی در مورد رویداد چشمگیری که بزرگترین و قدیمیترین دهانهی برخوردی شناختهشدهی ماه را ایجاد کرده است، به دست آوردهاند، کشفی که میتواند به فضانوردان آیندهی آرتمیس در بررسی برخی از عمیقترین اسرار ماه کمک کند.
این یافتهها از دو مطالعهی همراه به رهبری محققانی از مرکز منشأ و تکامل ماه (CLOE)، تیم موسسهی تحقیقاتی جنوب غربی در موسسهی مجازی تحقیقات اکتشاف منظومهی شمسی ناسا، حاصل شده است. این مطالعات در کنار هم، چگونگی شکلگیری حوضه عظیم قطب جنوب-آیتکن (SPA) و محل احتمالی مواد ارزشمند قمری امروزی را روشن میکنند.
کاوش در بزرگترین حوضه برخوردی ماه
حوضه قطب جنوب-آیتکن (SPA) در سمت پنهان ماه قرار دارد و در میان قدیمیترین ساختارهای حفظ شده در منظومه شمسی قرار دارد. دانشمندان به دلیل اندازه و قدمت بسیار زیاد، آن را به عنوان یک سابقه منحصر به فرد از تاریخ اولیه ماه میبینند. مناطق نزدیک به این حوضه نیز برای ماموریتهای آینده آرتمیس ناسا در نزدیکی قطب جنوب ماه در نظر گرفته شدهاند.
دکتر ویلیام بوتکه، مدیر CLOE و مدیر اجرایی اداره علوم SwRI در بولدر، کلرادو، گفت: “این حوضه فرصتی نادر برای دانشمندان فراهم میکند تا تاریخ اولیه ماه را مطالعه کنند.” او یکی از نویسندگان این مطالعات است. “این برخورد با چنان نیرویی به سطح ماه بوده است که ممکن است موادی را از اعماق ماه، از جمله بخشهایی از گوشته ماه را به بیرون کشیده باشد.”
برای درک بهتر آنچه اتفاق افتاده است، محققان از شبیهسازیهای کامپیوتری پیشرفته برای بازسازی برخورد باستانی که حوضه SPA را ایجاد کرده است، استفاده کردند. نتایج به جسمی اشاره دارد که از شمال نزدیک شده و قبل از برخورد با زاویه کم به سمت جنوب حرکت کرده است.
طبق شبیهسازیها، این برخورد با زاویه کم، شکل کشیده و مخروطی متمایز حوضه را توضیح میدهد.
دکتر شیگرو واکیتا از دانشگاه پردو، نویسنده اصلی مطالعه برخورد SPA، گفت: “شبیهسازی ما شکل و ماهیت صحیح حوضه برخورد را ایجاد میکند. همچنین در مورد پرتابهای که آن را ایجاد کرده و جهت برخورد به ما میگوید.”
شواهدی از یک برخوردکننده متمایز
مدلسازی نشان میدهد که جسم مسئول برخورد، یک تکه سنگ ساده نبوده است. در عوض، احتمالاً یک جسم متمایز با هسته آهنی احاطه شده توسط مواد سنگی، شبیه به یک پیشسیاره کوچک یا یک سیارک متمایز بوده است.
هنگامی که این جسم با ماه برخورد کرد، یک حفره عمیق و ناهموار ایجاد کرد و در عین حال گرمای شدیدی ایجاد کرد که سنگ را در مرکز حوضه ذوب کرد. این برخورد همچنین مقادیر عظیمی از مواد را از پوسته و گوشته ماه به فضا پرتاب کرد. بخش زیادی از این مواد در نهایت به ماه برگشتند و در داخل حوضه انباشته شدند.
مواد گوشته ماه در نزدیکی مناطق آرتمیس
در مطالعه دوم، دانشمندان بر چگونگی توزیع این مواد پرتاب شده در زیر و اطراف حوضه تمرکز کردند. با استفاده از اندازهگیریهای گرانشی با وضوح بالا به همراه مدلهایی که هم مواد پوستهای و هم گوشتهای را در نظر میگرفتند، تیم شواهدی یافت که نشان میدهد حوضه برخورد SPA احتمالاً حاوی مقادیر زیادی سنگ است که از گوشته ماه سرچشمه میگیرند.
این تجزیه و تحلیل نشان میدهد که مواد مشتق شده از گوشته در سراسر حوضه و درون پوشش پرتابی اطراف آن مخلوط شدهاند. برخوردهای بعدی در داخل حوضه SPA ممکن است به این رسوبات مدفون نفوذ کرده و برخی از آنها را در سطح نمایان کرده باشد، که به طور بالقوه آنها را برای ماموریتهای رباتیک و فضانوردان آینده قابل دسترسی میکند.
دکتر گابریل گومن از دانشگاه آریزونا، نویسنده اصلی این مطالعه مبتنی بر گرانش، گفت: «توزیع دقیق مواد گوشته تاکنون ناشناخته بوده است. مدلهای ما نشان میدهد که برخورد SPA مواد عمیق کافی را برای تشکیل یک رسوب قابل توجه که هنوز هم باید در دسترس باشد، پرتاب کرده است. مهمتر از همه، برخی از این مواد در سطح ردیابی ممکن است در مناطقی که برای فرودهای آرتمیس در نظر گرفته میشوند، وجود داشته باشند.»
اهداف جدید برای اکتشافات آینده ماه
ایدههای قبلی نشان میداد که عمیقترین مواد استخراج شده توسط برخورد ممکن است در بخشهایی از حوضه دور از مناطق قطب جنوب ماه که برای اکتشاف هدف قرار گرفتهاند، متمرکز شده باشند. با این حال، شبیهسازیهای جدید و تجزیه و تحلیل گرانش، تصویر متفاوتی را ترسیم میکنند.
محققان دریافتند که رسوبات حاوی مواد گوشته ممکن است در بخشهایی از منطقه قطب جنوب ماه، از جمله مناطقی که فضانوردان آینده آرتمیس میتوانند به طور بالقوه از آنها بازدید و مطالعه کنند، پخش شده باشند.
بوتکه گفت: «ترکیب مدلسازی برخورد و گرانش، یک نقشه راه قدرتمند به ما میدهد.» «این نه تنها به ما میگوید که SPA چگونه شکل گرفته است، بلکه به ما میگوید که کجا باید به دنبال سنگهایی بگردیم که میتوانند به برخی از بزرگترین سوالات ما در مورد منشأ و تکامل ماه پاسخ دهند.»
مطالعه «یک برخوردکننده متمایز به سمت جنوب، شکل مخروطی حوضه برخوردی قطب جنوب-آیتکن روی ماه را تشکیل میدهد» در Science Advances منتشر شد. مقاله همراه آن که به بررسی گرانش و ساختار پرتابههای این حوضه میپردازد، با عنوان «نقشهبرداری گرانشی مواد گوشته ماه در پرتابههای قطب جنوب-آیتکن» در Journal of Geophysical Research: Planets منتشر شد.
منبع: موسسه تحقیقاتی جنوب غربی
انتشار در: sciencedaily.com
