Учёные уточнили структуру древнейшего бассейна Луны и подготовили карту для миссий «Артемида»
Учёные представили новые модели крупнейшего и древнейшего ударного бассейна Луны — бассейна Южный полюс — Эйткен, который остаётся одним из ключевых объектов для понимания ранней истории спутника Земли. Работа выполнена исследователями Центра происхождения и эволюции Луны (CLOE) при Юго-западном исследовательском институте в рамках программы Исследовательского виртуального института изучения Солнечной системы НАСА и даёт более детальное представление о процессе формирования кратера и распределении выброшенного вещества на поверхности Луны.
По словам директора CLOE и исполнительного директора научного направления Юго-западного исследовательского института в Боулдере доктора Уильяма Боттке, бассейн Эйткен представляет собой особенно ценный объект для будущих миссий «Артемида», поскольку даёт редкую возможность изучить древнейшие этапы эволюции Луны. Учёный отметил, что такие области позволяют фактически «заглянуть» в раннюю историю формирования лунной коры и мантии через анализ материалов, поднятых на поверхность в результате гигантского удара.
Согласно моделированию, удар, сформировавший бассейн Эйткен, был настолько мощным, что мог пробить верхние слои Луны и извлечь материал из глубинных областей, включая части мантии. Авторы работы отмечают, что такие условия делают этот кратер уникальным естественным «окном» в недра Луны, где можно искать образцы, не доступные в других регионах.
Дополнительные результаты моделирования указывают, что столкновение произошло по южной траектории при низком угле входа, при этом объект, вероятно, двигался с севера. По словам ведущего автора исследования доктора Сигэру Вакиты из Университета Пердью, такая геометрия удара позволяет воспроизвести характерную вытянутую и асимметричную форму бассейна Эйткен. Кроме того, расчёты показали, что ударный объект не был однородным телом, а представлял собой дифференцированный объект, например протопланету или астероид с каменной оболочкой и железным ядром.
Энергия столкновения была достаточной для частичного расплавления пород в центральной части бассейна, что дополнительно повлияло на формирование вытянутой формы кратера. Модели также показывают, что удар «выбросил» значительные массы вещества, включая материал лунной коры и мантии, который затем осел обратно в пределах бассейна и его окрестностей, формируя сложный слой выброшенного вещества.
Отдельное исследование, посвящённое распределению вещества под действием гравитации, использовало высокоточные данные миссий НАСА «ГРАИЛ» и «Лунный орбитальный лазерный высотомер». Анализ показал, что бассейн Эйткен, вероятно, содержит значительные количества пород мантийного происхождения как внутри своей структуры, так и в окружающем «одеяле» выбросов. Это особенно важно для планирования будущих миссий, поскольку такие материалы могут быть доступны для отбора проб роботизированными аппаратами или астронавтами.
Учёные также обнаружили, что последующие меньшие импакты могли дополнительно «вскрывать» более глубокие слои, делая мантийный материал ещё более доступным на поверхности. Таким образом, некоторые регионы, рассматриваемые для посадок миссий «Артемида», могут содержать следовые количества этих древних пород, представляющих высокий научный интерес.
В совокупности новые модели формируют своего рода «дорожную карту» для будущих лунных миссий, позволяя точнее определить зоны, где наиболее вероятно обнаружение материалов мантии. Как отметил доктор Габриэль Гоуман из Университета Аризоны, ранее точное распределение таких пород оставалось неизвестным, однако теперь данные указывают на то, что значительная часть глубинного материала могла сохраниться и быть доступной для изучения. Исследователи подчёркивают, что это не только уточняет механизм формирования бассейна Эйткен, но и напрямую помогает определить, где искать ключевые образцы для понимания происхождения и эволюции Луны.
Исследование было в журнале Science Advances.