Астрономи показали народження «окільцьованого» місячного моря

Геологи зі США, Франції та Австралії представили результати найдетальніших досліджень підземної будови Східного моря на Місяці і припустили сценарій його формування. За словами дослідників, воно утворилося в результаті зіткнення небесного тіла з 64-кілометровим астероїдом на швидкості 15 кілометрів на секунду. Модель вчених пояснює виникнення трьох виражених кілець у структурі місячного басейну - виявляється, вони з'явилися вже в першу годину після зіткнення. Дві роботи, що описують будову приповерхнісного шару і моделюють його виникнення, опубліковані в.

Східне море - наймолодший і добре збережений місячний ударний басейн. За оцінками вчених, заснованими на кількості великих кратерів, вік моря становить близько 3,8 мільярда років. Це робить його хорошим модельним об'єктом, з яким можна порівнювати ударні басейни на інших небесних тілах.

Незважаючи на великий розмір Східного моря (його внутрішня область трохи менше моря Криз, видимого неозброєним поглядом), його складно побачити - він знаходиться на лімбі Місяця для земного спостерігача. Перші знімки з космічних апаратів показали, що воно володіє незвичайною будовою і складається з трьох виражених кілець. Топографію моря вдалося детально вивчити за допомогою лазерного альтиметра LRO.

Загальний діаметр моря налічує 930 кілометрів, воно складається з внутрішньої області, двох кілець (Inner Rook Ring і Outer Rook Ring), і гір Кордильєр. У нових роботах дослідники зібрали дані про гравітаційні аномалії Східного моря і з'ясували, яким чином воно могло виникнути.

Перше дослідження присвячене аналізу даних з космічних апаратів місії GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) - «Ебб» і «Флоу». Пара зондів рухалася по близьких орбітах - відстань між ними не перевищувала 225 кілометрів. Неоднорідності гравітаційного поля Місяця впливали на швидкість апаратів і точну відстань між ними. Ці зміни конвертувалися в розподіл гравітаційного поля вздовж траєкторії супутників.

Вже під кінець місії «Ебб» і «Флоу» пролетіли на висоті близько шести кілометрів над Східним морем - мінімальне зближення досягало двох кілометрів. Це дозволило значно збільшити точність збираються гравітаційних даних. Вчені визначили гравітаційні аномалії двома незалежними способами і побудували карти з роздільною здатністю від трьох до п'яти кілометрів по горизонталі. Виключивши «відкритий» внесок в аномалії від гір і кратерів, геологи отримали інформацію про щільність порід під поверхнею Місяця.

Виявилося, що під центральною областю знаходяться породи високої щільності - близько 3,2 грам на кубічний сантиметр. Щільність місячної кори при цьому становить 2,55 грам на кубічний сантиметр. Це свідчить про те, що при падінні метеорит повністю «зняв» шар кори і оголив мантію Місяця. Деталі будови підповерхневого шару і несиметричність Кордильєр автори використовували у своїй другій роботі.

Друге дослідження присвячене моделюванню зіткнення метеорита з Місяцем. За словами авторів, найкращим чином форма і розміри ударного басейну підходили до падіння метеорита діаметром 64 кілометрів, що летить зі швидкістю 15 км/с. Таке зіткнення могло викинути кілька мільйонів кубічних кілометрів породи з глибини аж до 180 кілометрів. Кратер, що утворився в результаті, був нестабільним і обрушився під дією гравітації.

Теоретичне моделювання дозволило не тільки описати розміри кратера, але і передбачити розташування кілець і відстань між ними. Зовнішнє скелясте кільце і Кордильєри виявилися верхівками розломів, що виникли в місячній корі. Внутрішнє кільце (Inner Rook Ring) утворилося після викиду породи з центральної області кратера.

За словами авторів, моделювання таких процесів дозволяє краще зрозуміти те, як виникають кратери. Наприклад, кільцеобразні структури спостерігалися і в інших ударних басейнах, наприклад, на Равнині Жари на Меркурії і в кратері Вальхалла на Каллісто.