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):美宇航局揭月球形成之謎:繪制超分辨率重力場

據國外媒體報道,來自美國宇航局的“雙胞胎”月球軌道探測器日前繪制出月球高精度重力場分佈圖,執行本次測量任務是的重力回溯及內部結構實驗室A與B探測器,被喻為“聖杯”計劃。圖1中顯示的月球圖像為“佈格”重力異常圖,是一種經過緯度、高度、中間層以及地形修正後,再扣除正常重力值後的重力差值,由於月球外層殼體厚度和月球地幔密度存在不同,因此科學傢通過其可發現月球內部構造異常,圖中紅色區域表示有著更強的重力,而藍色區域為較弱的重力場。

美國宇航局探測器繪制的月球“佈格”重力異常圖

月球上長度達300英裡線性重力異常分佈區

本周三,在美國宇航局科學傢公佈的相關消息中提到,早期月球是一個較為“悲慘”的天體,比此前認為的存在更多的撞擊事件。從這張最像的令人驚訝視圖上可以看出大量的撞擊坑痕跡。其實,研究人員已經瞭解到月球和巖質行星(包括地球在內)在長達數十億年的演化過程中都受到小行星和彗星的猛烈撞擊。來自美國宇航局的“聖杯”雙胞胎探測器在軌道運行期間對月球的重力場進行瞭詳細的探測。

美國宇航局重力回溯及內部結構實驗室探測器於2011年底和2012年初發射進入軌道,在3月至5月間開始測量月球重力場,目前形成的疊加圖像中不僅有月球遭受大量小型天體撞擊留下的痕跡,也有“佈格”重力異常情況分佈。然而,這張能揭示月球生世之謎的圖像是如何繪制而成的呢?在測量過程中,兩艘“聖杯”月球探測器在軌道運行中通過發射無線電波進行間距的確認。

由於兩艘探測器在飛掠月球表面時會經過不同地方的重力場,比如山脈和環形山,這些地區是隱藏在月面之下的質量,而且兩艘探測器之間的距離也會發生改變。根據該任務的首席科學傢瑪麗亞·朱伯(Maria Zuber)介紹:“比起此前我們見過的重力場與地形分佈圖,月球看上去顯得更加的破碎。”朱伯研究院目前位於麻省理工學院。此外,來自美國宇航局的消息透露,月球殼體或者最外層部分比科學傢此前想象得要更薄,大約隻有25英裡厚度,為40公裡左右。

周三於美國舊金山舉行的地球物理聯盟會議上以及在線版的《科學》期刊都對本項研究成果進行瞭發佈。在過去的探索任務中,科學傢測量到月球重力大約隻有地球的六分之一,為瞭收集到相關數據,這兩艘洗衣機大小的探測器編隊飛行,掠過月球表面上方大約35英裡的地方,這樣的軌道動作有助於探測器“窺視”月球內部深處構造。此外,兩艘重力回溯及內部結構實驗室探測器也測量到月球地下圍巖長度是地球類似構造的50倍,寬度也達到瞭1000倍左右。

由此產生的月球重力場地圖顯示瞭月球內部似乎是異常光滑的,這個結果符合月球是撞擊形成的假說,科學傢認為壓裂的部分已經擴展到月球殼體的深處,可能已經滲透進入月球地幔。重力場分佈圖也詳細地揭示瞭月球上的火山、盆地以及撞擊坑等。在去年,有相關研究論文指出在太陽系形成早期,地球曾經擁有兩個月亮,此後兩顆天體發生瞭碰撞事件而形成瞭今天我們看到的月球。

但是對於兩個月亮碰撞假說,科學傢瑪麗亞·朱伯認為在高分辨率的重力地形圖上並沒有發現碰撞的證據。對月球重力場繪制探索任務將在本月晚些時候結束,兩艘重力回溯及內部結構實驗室A和B 將撞擊月球表面。圖2中顯示的是長度達300英裡(大約為500公裡)的線性重力異常分佈區,為瞭測量重力異常分佈,兩艘探測器分別在月球的另一邊進行測量,並繪制出重力梯度。



Orignal From: 美宇航局揭月球形成之謎:繪制超分辨率重力場

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