Tim memecahkan misteri asal Bulan 'mascons'

Sebuah misteri bulan yang astronot terancam dan pesawat ruang angkasa pada misi bulan telah dipecahkan oleh Purdue University yang dipimpin tim ilmuwan sebagai bagian dari misi GRAIL NASA.

Konsentrasi besar massa mengintai di permukaan bulan tersembunyi seperti terumbu karang di bawah gelombang laut - bahaya yang tak terlihat dan menghancurkan. Konsentrasi ini mengubah medan gravitasi dan dapat menarik pesawat ruang angkasa di atau dorong tentunya, penyegelan nasib untuk kecelakaan di muka bulan.

"Pada tahun 1968 ini konsentrasi massa adalah penemuan diinginkan sebagai ilmuwan dipersiapkan untuk pendaratan Apollo, dan mereka tetap menjadi misteri sejak itu," kata Jay Melosh, anggota dari Pemulihan Gravitasi dan Laboratorium Interior, atau GRAIL, tim sains yang memimpin penelitian. "GRAIL kini telah dipetakan mana mereka berbaring, dan kami memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana mereka berkembang. Jika kita kembali ke bulan, kita sekarang dapat menavigasi dengan presisi besar."

Pemahaman yang lebih baik dari fitur ini juga menambahkan petunjuk untuk asal-muasal bulan dan evolusi dan akan berguna dalam mempelajari planet lain di mana konsentrasi massa juga diketahui ada termasuk Mars dan Merkurius, kata Melosh, yang merupakan profesor terkemuka bumi, atmosfer dan planet ilmu dan fisika.

"Kita sekarang tahu bulan kuno pasti jauh lebih panas daripada sekarang dan kerak tipis dari yang kita duga," katanya. "Untuk pertama kalinya kita bisa mengetahui apa ukuran asteroid menghantam bulan dengan melihat cekungan tertinggal dan tanda tangan gravitasi daerah. Kami sekarang memiliki alat untuk mengetahui lebih lanjut tentang berat pemboman asteroid dan apa bumi kuno mungkin memiliki dihadapi. "

Tim mengkonfirmasi teori berdiri bahwa konsentrasi massa disebabkan oleh asteroid besar dampak miliaran tahun yang lalu dan menentukan bagaimana dampak tersebut mengubah kepadatan materi di permukaan bulan dan, pada gilirannya, yang medan gravitasi . Sebuah kertas merinci hasilnya akan dipublikasikan secara online oleh jurnal Sains , Kamis (30 Mei).

Selain Melosh, anggota tim Purdue termasuk Andrew Freed, profesor bumi, atmosfer dan ilmu planet, dan mahasiswa pascasarjana Brandon Johnson dan David Blair. Anggota tim ini mencakup Maria Zuber, GRAIL peneliti utama dan profesor di Massachusetts Institute of Technology, J. Andrews-Hanna dari Colorado School of Mines, S. Salomo dari Columbia University, dan Tim Ilmu GRAIL.

"Penjelasan dari mascons telah menghindar ilmuwan selama beberapa dekade," kata Zuber. "Sejak penemuan awal, mereka juga telah diamati di Mars dan Merkurius, dan dengan memahami pembentukan mereka di bulan kita memiliki pengetahuan sangat maju bagaimana dampak besar dimodifikasi kerak planet."

Konsentrasi Massa membentuk pola sasaran dengan surplus gravitasi di lembu-mata dikelilingi oleh cincin defisit gravitasi dan cincin luar surplus gravitasi. Tim menemukan bahwa pola ini muncul sebagai konsekuensi alami dari kawah penggalian, kolaps dan pendinginan setelah dampak.

Tim menetapkan bahwa peningkatan kepadatan dan tarikan gravitasi di lembu-mata disebabkan oleh bahan lunar meleleh dari panas dampak asteroid. Pencairan menyebabkan bahan menjadi lebih terkonsentrasi, kuat dan padat, dan menarik dalam materi tambahan dari daerah sekitarnya, kata Melosh.

Dampak asteroid besar juga menyebabkan lubang besar di mana bahan lunar sekitarnya runtuh. Sebagai keren, kuat lunar kerak meluncur ke dalam lubang itu membungkuk ke bawah, membentuk kaku, ujung melengkung yang ditekan material di bawahnya dan mencegahnya dari sepenuhnya rebound ketinggian permukaan aslinya. Hal ini menyebabkan cincin dengan tarikan gravitasi kurang karena massa diadakan jauh di bawah permukaan, atas apa yang paling mempengaruhi tanda tangan gravitasi, katanya.

Jay Melosh, yg profesor Purdue Bumi, atmosfer dan ilmu planet, berdiri di depan sebuah peta yang menunjukkan medan gravitasi bulan. Sebagai anggota tim sains NASA Pemulihan Gravitasi dan Laboratorium Interior, atau ... more

Cincin luar peningkatan tarikan gravitasi berasal dari massa tambahan dari bahan dikeluarkan oleh dampak awal yang kemudian tumpukan di atas permukaan bulan.

Tim gabungan keahlian dalam metode analisis komputer khusus yang disebut hydrocodes dan kode elemen hingga untuk membuat simulasi komputer yang bisa menunjukkan perubahan fisik yang terjadi dari mikrodetik hingga jutaan tahun. Tim ini menganalisa Freundlich-Sharanov dan Humorum mascon cekungan.

Melosh adalah pelopor dalam mengadaptasi hydrocodes komputer - program komputer awalnya dibuat untuk menganalisa aliran cairan - untuk mensimulasikan bagaimana bahan kompleks bergerak ketika kecepatan tinggi tabrakan terjadi, seperti itu dari tabrakan planet. Hydrocodes dapat digunakan untuk mempelajari fenomena tersebut pada skala waktu mikrodetik untuk jam, tetapi tidak praktis dari skala waktu lebih lama dari itu, katanya.

Freed adalah pemimpin dalam mengadaptasi kode elemen hingga, seperti yang digunakan untuk mempelajari kecelakaan mobil, untuk mensimulasikan perubahan densitas bahan kompleks pada pendinginan dan evolusi Bumi dan planet-planet lain pada skala waktu jam untuk jutaan tahun.

Menggunakan kumpulan data GRAIL, yang menawarkan belum pernah terjadi sebelumnya, peta rinci dari distribusi massa di bulan, tim mampu mengumpulkan gambaran tentang bagaimana kerak bulan dan mantel berperilaku dan pengembangan konsentrasi massa setelahnya dampak asteroid besar.

Selama misi utama dan diperpanjang mereka, pesawat ruang angkasa GRAIL dua ditransmisikan sinyal radio tepatnya mendefinisikan laju perubahan jarak antara mereka. Jarak antara kerajinan Ebb dan Aliran berubah sedikit karena mereka terbang di atas wilayah gravitasi yang lebih besar dan lebih rendah disebabkan oleh fitur terlihat, seperti gunung dan kawah, dan dengan massa tersembunyi di bawah permukaan bulan . GRAIL ilmuwan menggunakan data ini untuk mempelajari informasi rinci tentang struktur internal bulan dan komposisi.

phys.org