Полюса нашей Луны сместились на 300 километров из-за столкновения с астероидом

На протяжении всей истории астероиды, сталкивающиеся с Луной, приводили к тому, что ее поверхность была покрыта кратерами, которые заставляли ее полюса двигаться. Естественный и верный спутник Земли — это капсула времени с миллиардной историей, которая хранится в кратерах Луны. И эта так называемая капсула времени имеет огромное значение для науки. Изучая размер, состав и распределение этих шрамов на поверхности Луны, образовавшихся в результате давних столкновений астероидов, ученые получили представление о нашей ранней Солнечной системе.

Однако ученые из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА выбрали другой подход вместо того, чтобы напрямую изучать характеристики этих ударных отверстий. Смоделировав, как Луна выглядела 4,25 миллиарда лет назад, исследователи стерли тысячи кратеров с ее поверхности, как будто их никогда не было. Они обнаружили, что положение Северного и Южного полюсов Луны немного сместилось за этот период времени; это было весьма неожиданно.

Ученые сообщили в Журнал планетарной науки что полюса сместились на 10 градусов по широте, что эквивалентно расстоянию до 186 миль / 300 километров, из-за последствий ударов астероидов. Географические северный и южный полюса — это точки на поверхности объекта, где пересекаются оси вращения. Когда Луна сместилась, ее ось вращения или воображаемая линия, проходящая через ее центр, осталась прежней.

Блуждающие полюса могут предоставить полезную информацию об эволюции Луны, в том числе о состоянии ее ресурсов, таких как вода. В то время, когда человечество вот-вот вернется на Луну и даже попытается построить лунные колонии, это имеет жизненно важное значение. Количество замерзшей воды у полюсов Луны пока неизвестно, но ученые нашли ее в затененных местах. В случае, если полюса Луны были перемещены в более теплую и менее затененную областькак и на экваторе, некоторое количество замерзшей воды сублимировалось (перешло из твердого состояния в газообразное) с поверхности, что привело к меньшему времени накопления воды на новых полюсах.

Основываясь на истории образования кратеров на Луне, ученый Годдарда НАСА Вишну Вишванатан объяснил, что полярное блуждание было достаточно умеренным, чтобы позволить воде вблизи полюсов оставаться скрытой в течение миллиардов лет и находиться в устойчивых условиях.

Как оказалось, смещение полюсов вызвано явлением, известным как Настоящее полярное странствие что происходит по законам физики, когда объект, в данном случае Луна, пытается продолжать вращаться, несмотря на препятствия, такие как изменения в распределении его массы.

Под действием центробежной силы Луна переориентировалась, когда астероид столкнулся с выкопанной массой и оставил на ее поверхности углубления. Эти впадины были смещены к полюсам, а более высокие массы были сдвинуты к экватору. НАСА объясняет, что действует та же самая сила, когда производитель пиццы вращает и подбрасывает тесто в воздух, чтобы растянуть его.

Полярный дрейф Луны был измерен Вишванатаном в сотрудничестве с несколькими учеными, включая Дэвида Э. Смита, главного исследователя космического корабля NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) и главного исследователя Лазерный высотомер лунного орбитального аппарата (ЛОЛА). Гравитационные данные, которые Смит собрал, работая заместителем главного исследователя Лаборатория восстановления гравитации и интерьера НАСА (GRAIL) вдохновила его на то, чтобы выяснить, как далеко отклонились полюса Луны. До своего закрытия в 2012 году GRAIL предоставил подробную карту гравитационного поля Луны.

По словам Смита, исследователя из Массачусетского технологического института в Кембридже, кратеры на Луне можно увидеть в данных гравитационного поля. «Я подумал: почему я не могу просто взять одну из этих воронок и высосать ее, полностью удалив подпись?»

Смит, Вишванатан и их команда изучили около 5200 кратеров, размер которых варьировался от 12 миль (20 километров) до 746 миль (1200 километров). Используя топографические карты Луны, сделанные с использованием данных LOLA, они рассчитали координаты и ширину всех этих кратеров, а затем сравнили их с гравитационными картами GRAIL, чтобы найти их гравитационную сигнатуру — или карманы с более высокой или более низкой гравитацией. Ученым удалось повернуть вспять эволюцию Луны, последовательно удаляя гравитационные сигнатуры каждого кратера, чтобы приблизить ее полюса к их древним положениям с помощью моделирования.

Только несколько самых больших кратеров были удалены из записей другими исследователями, изучающими полярные блуждания. По словам Вишванатана, «люди склонны думать, что маленькими кратерами можно пренебречь». «Они незначительны по отдельности, но в совокупности они имеют большой эффект».

Ученые приближаются к выяснению масштабов лунного полярного блуждания, но Вишванатан сказал, что их оценки нуждаются в уточнении. Помимо удаления кратеров, в новых симуляциях с Луны будут удалены другие особенности, такие как извержения вулканов, которые могли повлиять на полюса.

Несмотря на то, что мы еще не все учли, Сандер Гуссенс, ученый-планетолог Годдарда, участвовавший в исследовании, указал, что те маленькие кратеры, которые были проигнорированы, на самом деле имеют значение, что и подчеркивается в исследовании.