نتائج GRAIL الأولى توفر أدق خريطة لجاذبية القمر حتى الآن

تُظهر هذه الخريطة مجال جاذبية القمر كما تم قياسه بواسطة مهمة GRAIL التابعة لوكالة ناسا. حقوق الصورة: NASA / ARC / MIT

توفر النتائج العلمية الأولى من المدارات القمرية المزدوجة GRAIL للقمر التابعة لناسا تفاصيل مذهلة عن الجزء الداخلي للقمر وخريطة مجال الجاذبية الأعلى دقة لأي جسم سماوي ، بما في ذلك الأرض.

تُظهر بيانات Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) الهياكل الداخلية القديمة التي لم تكن معروفة من قبل ، وتوفر تفاصيل تصل إلى خمسة مستويات من الحجم أفضل من الدراسات السابقة للقمر ، وتوفر معلومات غير مسبوقة حول سطح القمر ومجال الجاذبية.

ترسل المركبة الفضائية التوأم ، الملقبة بـ Ebb و Flow ، إشارات راديو لبعضها البعض ويتم قياس أي تغييرات في المسافة بين الاثنين أثناء دورانها حول القمر ، وصولًا إلى تغييرات صغيرة تصل إلى 50 نانومترًا في الثانية. قالت ماريا زوبر ، باحثة رئيسية في GRAIL ، في مؤتمر الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي اليوم: "هذه هي سرعة 1/20000 السرعة التي يتحرك بها الحلزون".

تكشف خرائط الجاذبية الجديدة عن وفرة من الميزات مثل الهياكل التكتونية والأشكال البركانية وحلقات الأحواض والقمم المركزية للفوهات والعديد من الحفر البسيطة على شكل وعاء. تُظهر البيانات أيضًا أن مجال جاذبية القمر يختلف عن أي كوكب أرضي في نظامنا الشمسي.

يمكن للأجهزة الموجودة في المركبة الفضائية GRAIL أن تستكشف داخل الكوكب. تُظهر مقاطع الفيديو المذهلة التي تم إصدارها اليوم وفرة من التفاصيل التي قال الفريق أنها بدأت للتو في الدراسة.

يوفر طرح جاذبية المعالم السطحية ما يسمى بخريطة الجاذبية Bouguer. ما تبقى هو عرض للتشوهات الجماعية داخل القمر بسبب الاختلافات في سمك القشرة الأرضية أو كثافة الوشاح. في الفيديو أعلاه ، تشير الارتفاعات الدائرية البارزة القريبة (باللون الأحمر) إلى تركيزات الكتلة المعروفة أو "الماسكون" ، ولكن العديد من الميزات الجديدة المكتشفة الجديدة مرئية أيضًا.

قال زوبر "إن 98 في المائة من الجاذبية المحلية مرتبطة بالتضاريس ، بينما 2 في المائة من سمات الجاذبية الأخرى". "يمكنك أن ترى عيون الثيران للماسكات القمرية ، لكننا نرى سطحًا داخليًا سلسًا. الطريقة الوحيدة التي يمكن أن يحدث هذا هي إذا حطمت التأثيرات على القمر المبكر السطح الداخلي ".

تظهر خرائط القمر هذه شذوذات الجاذبية "Bouguer" كما تم قياسها بواسطة مهمة GRAIL التابعة لوكالة ناسا. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / CSM

كشفت خريطة جاذبية Bougeur أيضًا عن أدلة على النشاط البركاني القديم تحت سطح القمر وشذوذات الجاذبية الخطية الغريبة.

قال جيف أندروز-هانا ، المحقق المساعد في GRAIL: "في تدرجات خريطة الجاذبية لبوجير ، شاهدت ميزات لم نتوقعها". لقد حددنا عددًا كبيرًا من الحالات الشاذة للجاذبية الخطية. لا نرى أي تعبير عنها على خرائط التضاريس ، لذلك نستنتج أن هذه الهياكل الداخلية القديمة ".

تم الكشف عن شذوذ الجاذبية الخطية التي تتقاطع مع حوض Crisium على جانب القمر القريب من خلال مهمة GRAIL التابعة لوكالة ناسا. يتم عرض بيانات تدرّج جاذبية GRAIL إلى اليسار ، مع تحديد موقع الشذوذ. يتوافق اللون الأحمر والأزرق مع تدرجات جاذبية أقوى. يتم عرض بيانات الطبوغرافيا فوق نفس المنطقة من مقياس الارتفاع بالليزر المداري القمري المداري التابع لوكالة ناسا على اليمين ؛ هذه البيانات لا تظهر أي علامة على شذوذ الجاذبية. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / CSM

على سبيل المثال ، هذه الصورة لحوض Crisium ، الذي يشكل أحد عيون "الرجل على القمر" ، تُظهر خرائط الجاذبية ميزة خطية تعبر الحوض بينما لا تظهر خرائط التضاريس مثل هذه الميزة المرتبطة. قال أندروز-هانا: "هذا يخبرنا عن شذوذ الجاذبية الذي تشكل قبل التأثيرات".

تظهر هذه الخرائط للجانبين القريب والبعيد من القمر تدرجات الجاذبية كما تم قياسها من خلال مهمة GRAIL التابعة لوكالة ناسا ، مما يسلط الضوء على عدد من حالات الشذوذات الخطية. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / CSM

تكشف البيانات الإضافية أن القشرة الداخلية للقمر مطحونة بالكامل تقريبًا. اقرأ المزيد عنها في مقالتنا الثانية حول نتائج GRAIL الجديدة.

تكشف بيانات أخرى أن قشرة القمر أرق مما كان يعتقد سابقًا.

قال مارك ويكزوريك ، الباحث المساعد في GRAIL: "باستخدام بيانات جاذبية GRAIL ، وجدنا أن متوسط ​​سمك القشرة هو 32-34 كيلومترًا وهو أقل بحوالي 10 كيلومترات من الدراسات السابقة". "وجدنا أن وفرة الألمنيوم على القمر هي نفسها تقريبًا مثل الأرض. ويتسق هذا مع الفرضية الأخيرة القائلة بأن القمر مشتق من مواد من الأرض عندما تم تشكيله خلال حدث ارتطام عملاق ".

التقطت مهمة GRAIL التابعة لوكالة ناسا مقطع الفيديو هذا فوق حوض Mare Orientale لقمر الأرض. تم جمعها من قبل MoonKAM على متن المركبة الفضائية Ebb GRAIL في 7 و 8 أبريل 2012. رصيد الفيلم: NASA / JPL-Caltech / Sally Ride Science

خلال مهمتها الرئيسية ، تدور المركبة الفضائية GRAIL على بعد 55 كم فقط فوق سطح القمر. هذه المسافة القريبة هي سبب إنتاج GRAIL لأفضل بيانات مجال الجاذبية لأي كوكب ، بما في ذلك الأرض.

قال زوبر: "لا تزال GRACE تجمع بيانات رائعة حول مجال جاذبية الأرض ، ولكن نظرًا لأن الأرض لها غلاف جوي ، يجب أن يدور GRACE على مسافة 500 كيلومتر". "لا شيء يدق في الانخفاض."

وقال زوبر إن فريق GRAIL تعلم من GRACE وكانوا قادرين على إجراء "بعض التحسينات الحكيمة". واقترحت أيضًا استخدام هذه التكنولوجيا لكل جسم كوكبي في النظام الشمسي ، وطرح فكرة مغرية: "تخيل تيارات رسم الخرائط تحت سطح أوروبا" ، على حد قولها.

ينتهي GRAIL من المهمة العلمية الأساسية في مايو ويعمل حاليًا في مهمة موسعة حيث تم تخفيض ارتفاع المركبات الفضائية إلى 23 كم فقط فوق السطح. قال سامي أسمر ، عضو فريق GRAIL: "نفتح نافذة أخرى للجيوفيزياء ، لذلك ستسمع نتائج مجموعات البيانات الجديدة قريبًا".

في جلسة مؤتمر AGU في وقت لاحق من اليوم ، كشف زوبر أنه غدًا ، 6 ديسمبر 2012 ، سيخفض الفريق المركبة الفضائية GRAIL إلى 11 كم فقط فوق سطح القمر.

مفهوم الفنان لمهمة GRAIL ، مع اثنين من المركبات الفضائية التوأم في مدارات ترادفية حول القمر لقياس مجال الجاذبية بتفاصيل غير مسبوقة. حقوق الصورة: NASA / JPL

ستنتهي المهمة الموسعة قريبًا ، في منتصف ديسمبر ، وبعد ذلك بقليل ، سيتم تحطيم المركبتين الفضائيتين عمداً على سطح القمر. قال الفريق اليوم إنهم ما زالوا يصيغون أفكارًا لسيناريو التأثير ، وينظرون في إمكانية تصطدم الأعطال حتى يكونوا ضمن مجال رؤية الأدوات على ناسا الاستطلاع القمري المداري.