最初是為了尋找在極地月球隕石坑中潛伏的冰,後來變成了一個意外發現,該發現可能有助於清除有關月球形成的一些泥濘歷史。
NASA的月球偵察軌道飛行器(LRO)上的微型射頻(Mini-RF)儀器的團隊成員發現了新證據,表明月球的地下可能比研究人員想象的富含鐵和鈦等金屬。該發現於7月1日發表在《地球與行星科學快報》上,可能有助於在地球與月球之間建立更清晰的聯絡。
馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)的Mini-RF首席研究員韋斯·帕特森(Wes Patterson)說:“ LRO任務及其雷達儀器繼續以我們對我們最近鄰國的起源和複雜性的新見解給我們帶來驚喜。”和研究合著者。
大量證據表明,月球是火星大小的原行星與年輕地球之間碰撞的產物,是由剩餘碎片雲的重力塌陷形成的。因此,月球的整體化學組成與地球極為相似。
詳細檢視月球的化學成分,然後這個故事變得模糊。例如,在月球表面明亮的平原上(稱為月球高地),岩石相對於地球包含的金屬礦物質含量較少。
如果地球在撞擊之前已經完全分化為核心,地幔和地殼,而使月球在很大程度上是貧金屬的,則可以解釋這一發現。但是轉向月球的瑪麗亞-大而深色的平原-,金屬丰度變得比地球上許多岩石都豐富。
這種差異使科學家感到困惑,導致了許多有關影響原行星的因素可能導致差異的問題和假設。Mini-RF小組發現了一個可能導致答案的奇怪模式。
研究人員使用Mini-RF來測量月球北半球火山口地板上堆積的月球土壤中的電學性質。這種電學特性稱為介電常數,它是將材料的相對能力與空間真空傳遞電場的能力進行比較的數字,可以幫助將冰潛伏在火山口陰影中。但是,團隊注意到此屬性隨火山口尺寸的增加而增加。
對於寬度約1至3英里(2至5公里)的環形山,隨著環形山的變大,材料的介電常數會穩定增加,但是對於寬度3至12英里(5至20公里)的環形山,其效能保持恆定。
“這是一種令人驚訝的關係,我們沒有理由相信它會存在。”洛杉磯南加州大學(University of Southern California)的Mini-RF實驗的共同研究員,已發表論文的主要作者Essam Heggy說。
這種模式的發現為新的可能性打開了一扇門。
由於形成較大隕石坑的流星也會深入月球的地下,因此研究小組認為,較大隕石坑中塵埃的介電常數不斷增加,可能是由於隕石挖出了位於地表以下的鐵和二氧化鈦的結果。介電效能與這些金屬礦物質的濃度直接相關。
如果他們的假設是正確的,那將意味著僅月球表面的前幾百米處沒有鐵和鈦的氧化物,但是在地表以下,卻不斷增加到豐富而出乎意料的財富。
該小組將Mini-RF的隕石坑底雷達影象與LRO廣角相機,日本的Kaguya任務和NASA的Lunar Prospector航天器的金屬氧化物地圖進行了比較,發現了他們的懷疑。
隨著電介質材料的增加,更大的隕石坑也富含金屬,這表明從0.3到1英里(0.5到2公里)的深度挖掘的鐵和鈦氧化物比從上方的0.1到0.3英里(0.2英里)的挖掘更多。到月球地下0.5公里)。
“來自Mini-RF的令人振奮的結果表明,即使在月球運行了11年之後,我們仍在發現我們最近的鄰居的古老歷史,” NASA戈達德太空飛行中心的LRO專案科學家Noah Petro說在馬里蘭州的格林貝爾特。“ MINI-RF資料對於告訴我們月球表面的特性具有極其重要的價值,但我們使用該資料來推斷45億年前發生的一切!”
這些結果是根據美國宇航局重力恢復和內部實驗室(GRAIL)任務的最新證據表明,在月球巨大的南極-艾特肯盆地下方僅幾十到數百公里的地方存在大量緻密物質,表明這些緻密物質並非均勻分佈在月球的地下。
研究小組強調,這項新研究無法直接回答有關月球形成的懸而未決的問題,但確實減少了月球地下金屬鐵和鈦氧化物分佈的不確定性,並提供了更好地瞭解月球形成和形成的關鍵證據。它與地球的聯絡。
Heggy說:“這確實提出了一個問題,即這對於我們之前的編隊假設意味著什麼。”
渴望發現更多東西的研究人員已經開始研究月球南半球的隕石坑底部,以瞭解那裡是否存在相同的趨勢。
LRO由位於馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心管理,位於華盛頓NASA總部的科學任務部。
Mini-RF由APL,海軍空戰中心,桑迪亞國家實驗室,雷神公司和諾斯羅普·格魯曼公司領導的團隊設計,製造和測試。