Tato mapa ukazuje gravitační pole Měsíce měřené misí NASA GRAIL. Obrazový kredit: NASA/ARC/MIT
První vědecké výsledky z dvojitých lunárních orbiterů GRAIL od NASA poskytují neuvěřitelné detaily vnitřku Měsíce a mapu gravitačního pole s nejvyšším rozlišením jakéhokoli nebeského tělesa, včetně Země.
Data Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) ukazují staré vnitřní struktury, které byly dříve neznámé, poskytují detaily, které jsou až o pět řádů lepší než předchozí studie Měsíce, a poskytují bezprecedentní informace o povrchu Měsíce a gravitačním poli.
Vesmírné dvojče, přezdívané Ebb a Flow, si navzájem vysílají rádiové signály a měří se jakékoli změny ve vzdálenosti mezi nimi, když krouží kolem Měsíce, až po změny malé až 50 nanometrů za sekundu. 'To je 1/20 000 rychlosti, kterou se hlemýžď pohybuje,' řekla Maria Zuber, hlavní výzkumník GRAIL, při dnešní konferenci American Geophysical Union.
Nové gravitační mapy odhalují množství prvků, jako jsou tektonické struktury, vulkanické tvary terénu, prstence pánví, centrální vrcholy kráterů a četné jednoduché krátery ve tvaru mísy. Data také ukazují, že gravitační pole Měsíce se nepodobá gravitačnímu poli kterékoli pozemské planety v naší sluneční soustavě.
Přístroje na kosmické lodi GRAIL mohou sondovat uvnitř planety. Dnes zveřejněná neuvěřitelná videa ukazují množství detailů, o kterých tým řekl, že jsou teprve na začátku.
Odečtením gravitace od povrchových útvarů získáte to, čemu se říká Bouguerova gravitační mapa. Co zůstává, je pohled na anomálie hmoty uvnitř Měsíce způsobené buď změnami v tloušťce kůry nebo hustotě pláště. Na výše uvedeném videu výrazné kruhové výšky na blízké straně (červeně) označují dobře známé koncentrace hmoty neboli „mascony“, ale je také vidět mnoho podobných nově nalezených prvků na vzdálené straně.
'Devadesát osm procent místní gravitace je spojeno s topografií, zatímco 2 procenta jsou jiné gravitační prvky,' řekl Zuber. „Můžete vidět býčí oči měsíčních maskonů, ale jinak vidíme hladký vnitřní povrch. Jediný způsob, jak by se to mohlo stát, je, že by dopady raného Měsíce rozbily vnitřní povrch.“
Tyto mapy měsíce ukazují gravitační anomálie „Bouguer“ měřené misí GRAIL NASA. Obrazový kredit: NASA/JPL-Caltech/CSM
Bougeurova gravitační mapa také odhalila důkazy o prastaré vulkanické činnosti pod povrchem Měsíce a podivné lineární gravitační anomálie.
'V gradientech Bouguerovy gravitační mapy jsme viděli útvary, které jsme nečekali,' řekl Jeff Andrews-Hanna, spoluřešitel GRAIL. „Identifikovali jsme velkou populaci lineárních gravitačních anomálií. Na topografických mapách nevidíme žádné jejich vyjádření, takže usuzujeme, že se jedná o prastaré vnitřní struktury.“
Mise GRAIL NASA odhalila lineární gravitační anomálii protínající pánev Crisium na přilehlé straně Měsíce. Údaje gravitačního gradientu GRAIL jsou uvedeny vlevo s vyznačeným umístěním anomálie. Červená a modrá odpovídají silnějším gravitačním gradientům. Topografická data ve stejné oblasti z laserového výškoměru Lunar Orbiter společnosti NASA Lunar Orbiter Laser Altimeter jsou zobrazena vpravo; tato data nevykazují žádné známky gravitační anomálie. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/CSM
Například tento snímek Crisium Basin, který tvoří jedno z očí „člověka na Měsíci“, gravitační mapy ukazují lineární útvar procházející pánví, zatímco topografické mapy žádný takový korelující útvar nevykazují. 'To nám říká gravitační anomálie vytvořená před dopady,' řekl Andrews-Hanna.
Tyto mapy blízké a odvrácené strany Měsíce ukazují gravitační gradienty měřené misí NASA GRAIL, což zvýrazňuje populaci lineárních gravitačních anomálií. Obrazový kredit: NASA/JPL-Caltech/CSM
Další údaje ukazují, že vnitřní kůra Měsíce je téměř úplně rozdrcena. Přečtěte si o tom více v našem druhém článku o nových výsledcích GRAILU.
Jiné údaje ukazují, že kůra Měsíce je tenčí, než se dříve myslelo.
'Pomocí gravitačních dat GRAIL jsme zjistili, že průměrná tloušťka kůry je 32-34 kilometrů, což je asi o 10 km méně než předchozí studie,' řekl Mark Wieczorek, spoluřešitel GRAIL. 'Zjistili jsme, že velké množství hliníku na Měsíci je téměř stejné jako na Zemi.' To je v souladu s nedávnou hypotézou, že Měsíc je odvozen z materiálů ze Země, když se zformoval během obří impaktní události.
Mise GRAIL NASA pořídila toto video z přeletu nad pánví Mare Orientale na Měsíci Země. Shromáždil jej MoonKAM na palubě kosmické lodi GRAIL's Ebb 7. a 8. dubna 2012. Filmový kredit: NASA/JPL-Caltech/Sally Ride Science
Během své hlavní mise obě sondy GRAIL obíhaly pouhých 55 km nad povrchem Měsíce. Tato malá vzdálenost je důvodem, proč GRAIL vytváří nejlepší data gravitačního pole pro jakoukoli planetu, včetně Země.
'GRACE stále shromažďuje skvělá data o gravitačním poli Země, ale protože Země má atmosféru, GRACE musí obíhat ve vzdálenosti 500 km,' řekl Zuber. 'Nic se nevyrovná poklesu.'
Zuber řekl, že tým GRAIL se od GRACE poučil a dokázal udělat „některá rozumná vylepšení“. Také navrhla, aby tato technologie byla použita pro každé planetární těleso ve sluneční soustavě, a uvedla lákavou myšlenku: „Představte si mapování proudů pod povrchem Europy,“ řekla.
GRAIL dokončil primární vědeckou misi v květnu a v současné době pracuje na rozšířené misi, kde byla výška kosmických lodí snížena na pouhých 23 km nad povrchem. 'Otevíráme další okno geofyziky, takže brzy uslyšíte výsledky z nových datových souborů,' řekl Sami Asmar, člen týmu GRAIL.
Na konferenci AGU později během dne Zuber prozradil, že zítra, 6. prosince 2012, tým sníží kosmickou loď GRAIL do výšky pouhých 11 km nad měsíčním povrchem.
Umělecký koncept mise GRAIL se dvěma dvojčaty na tandemových drahách kolem Měsíce, aby měřily jeho gravitační pole v bezprecedentních detailech. Obrazový kredit: NASA/JPL
Prodloužená mise skončí brzy, v polovině prosince, a brzy poté se obě kosmické lodě úmyslně zřítí na měsíční povrch. Tým dnes uvedl, že stále formulují nápady pro scénář dopadu a zkoumají možnost nasměrování havárií tak, aby byly v zorném poli přístrojů na Lunar Reconnaissance Orbiter společnosti NASA.