月の2つの顔がとても違う理由

それは、開けることなくスイカの中を見ることができるようなものです。それが成熟しているかどうか、大きなナゲットまたは小さなナゲットがある場合、それが大量または小さな水が含まれている場合、そしてそれを外から分析するだけですべてを知ってください。それはまさに科学者が何年もの間やってきたことですが、スイカではなく、 治療小惑星と惑星全体でさえ。これを達成するために、彼らは微妙だが強力な重力の強さを使用し、そのおかげで、彼らは内部で眠る秘密にアクセスすることができます。

に出版された2つの最近のNASA研究自然「Y」自然天文学‘、それらは、軌道中の宇宙船によって収集された重力データの分析が、惑星構造の理解にどのように革命をもたらしているかの優れた例です。そして、その表面にとまり止まる必要はありません。月、私たちの自然な衛星、そして ヴェスタ火星と木星の間のメインベルトに住む巨大な小惑星は、非常に異なる天体であり、両方の調査で同様の手法を使用して、内部構成に関する未発表の詳細を明らかにしています。

月の2つの顔

‘で公開された月の研究のために自然‘、研究者は、地球の周りの楕円形の軌道全体の重力場の小さな変動が考慮される衛星の新しい重力モデルを開発しました。

これらの変動により、「マラール変形」として知られる現象である私たちの惑星が及ぼす「潮力」により、月はわずかに変形します。この微妙な月の屈曲は、その深い内部構造に関する重要な情報を提供します。それはあなたの手でゴム製のボールを絞るようなものです。その形状は圧力のために変化します。同様に、 地球は月に重力の「圧力」を及ぼしますそれを伸ばし、軌道としてわずかに収縮させます。月がこの圧力に反応する方法、つまりそれが変形する方法は、質量が内部で分布する方法に依存します。実際、より剛性の高いインテリアは、より柔軟な1つ未満で変形します。

洗練されたコンピューターモデルのおかげで、研究者はこれまでで最も詳細な月の重力マップを作成しました。ちなみに、この種の科学的研究に役立つだけでなく、 将来の宇宙ミッションのための計り知れない価値ツール。

によって収集されたデータの徹底的な分析のおかげで、その成果は可能でした グレイルミッション （NASAの重力回収と内部研究所）。このミッションの2つの双子の宇宙船は、Ebb and Flow（Flow and逆流）と呼ばれ、2011年12月から2012年12月まで月を周回し、重力場の小さなバリエーションを驚くほど精度で測定しました。

この研究の最も興味深い調査結果の1つは、間の違いに焦点を当てています 月の目に見える顔 （常に私たちを示しているもの）と彼の隠された顔。一方、最初は「月の海」として知られる広大で暗い平原に支配されており、数十億年前に冷却され固められた溶融岩でできていますが、 隠された顔 それははるかに山岳地帯で頑丈で、「海」はほとんどありません。

一部の理論は、これらの格差の原因が目に見える顔の激しい火山活動である可能性があることを示唆しています。このプロセスは、マントルの深さに放射性要素、熱発生器の蓄積を引き起こしていたでしょう。新しい研究が確認していること、したがって、その仮説のこれまでで最も強力な証拠に勃起しています。

«私たちはそれを発見します 月の目に見える顔 隠された顔よりも曲がります – 南カリフォルニアのNASAジェット推進研究所のライアンパークと両方の研究のリーダーを説明します。つまり、両側の内部構造に根本的に異なるものがあります。データを初めて分析したとき、結果は私たちを非常に驚かせたので、信じられませんでした。そのため、調査結果を確認するために計算を何度も繰り返します。合計で、これは10年の仕事を表しています«。

その結果を他の既存のモデルと比較すると、パークのチームは、2つの月の半球間の変形量に小さなが有意な違いを発見しました。最も可能性の高い説明は、目に見える顔は、暖かいマントル地域から来る材料で作られているということです。さらに、これは、2、000年から3、000万年前の目に見える顔の表面を形作った火山活動の強力な証拠です。

Vesta：予期しない内部の小惑星

2番目の調査では、自然天文学‘、研究者は同様の手法を適用して、の回転特性を分析しました ヴェスタ月よりもはるかに小さいセレブボディ。 2011年7月から2012年9月に小惑星を周回するNASA Deep Space Networkの放射データとDawn宇宙船の画像を使用して、チームはその内部構造について驚くべきことを発見しました。

これまで、支配的な理論は、私たちのような陸生惑星だけでなく、岩の多い地殻、マントル、濃い鉄のコアなどの地上の惑星があるべきであることを示唆していました。しかし、新しい調査結果はそれを示しました Vestaのインテリアははるかに均一になる可能性があります非常に小さいまたは存在しない鉄のコアを備えています。

この結論に達した方法を理解するには、「慣性の瞬間」の概念を知る必要があります。腕を伸ばして回転するスケーターを想像してみてください。それらを拾うと、それらを体に貼り付けても、ターンスピードが上がります。これは、その慣性モーメントが回転軸に質量（腕）をもたらすと減少するためです。同様に、ヴェスタが回転中に「バンボレア」である方法を測定することにより、科学者は内部の質量の分布に非常に敏感な慣性モーメントを決定できます。慣性の瞬間は、中心に向かって質量の濃度を示しますが、慣性の瞬間はより均一な分布を示唆します。

パークチームの測定により、ベスタは2番目の可能性に適合していることが明らかになりました。発見 Vestaの形成に関する以前の理論に挑戦します。

一般的に、重力とは、時間が経つにつれて、たとえば、地球の液体鉄核で起こったように、最も重い要素が惑星体の中心に沈むことを意味します。より均一な構造があるということは、それが分化した層を形成しなかったこと、または質量衝撃の後に別の惑星体の断片から形成されたことを示す可能性があります。

遠い世界を探索する新しい方法

重力データを使用して天体の内部構造を推測するこのアプローチは、月とベスタに排他的ではないことに注意することが重要です。 2016年、事実上、ライアンパーク自身は、ドーンミッションのデータに同じ手法を適用して、小惑星帯にあるドワーフ惑星であるセレスを研究しました。その研究の結果は、セレスの部分的に区別された内部を示唆しました。

最近では、パークと彼のチームは、この方法論を火山の木星の月であるIOに拡張しました。 Jovian Satellite Flyersの間にNASA JunoとGalileoの宇宙船によって収集されたデータを使用し、それらを地上の観察と組み合わせて、科学者は、IOの重力の微妙な変化を、巨大な惑星であるOrbita Jupiterとしての微妙な変化を測定しました。彼の発見は、IOが以前に考慮されていた仮説であるグローバルなマグマの海を持っている可能性は低いことを明らかにしました。

「私たちのテクニック」は、パークは、IO、セレス、ベスタ、または月だけに限定されないと言います。将来、太陽系全体の興味深い惑星体のインテリアの研究に適用する機会がたくさんあります」。