Місяць несе на собі історію своєї поверхні. Єдиний постійний природний супутник Землі вкрите кратерами, які утворювалися протягом мільярдів років — це запис безперервного бомбардування.
Найбільша та найстаріша з цих «шрамів» — це гігантський кратер, один з найбільших не тільки на Місяці, а й в усій Сонячній системі. Бассейн Південний полюс-Айткен покриває майже чверть поверхні Місяця і має діаметр близько 2500 км (1550 миль).
Досліджувати бассейн Південний полюс-Айткен непросто. Він має понад 4 мільярди років і є величезним; крім того, час та наступні удари значно його затуманили.
Але нові дослідження вказують, що цей древній, величезний кратер міг утворитися не так, як вважалося раніше, і, ймовірно, є набагато більшим, ніж вказували попередні дослідження — відкриття, яке має захоплюючі наслідки для майбутніх місій на Місяць.
«Досліджувати бассейн Південний полюс-Айткен в цілому складно через його величезний розмір, саме тому вчені досі намагаються зрозуміти його форму та розміри», — каже геолог Ханнес Бернхардт з Університету Меріленду.
«Наша робота ставить під сумнів багато існуючих ідей щодо того, як відбувся цей масивний удар і як матеріали були розподілені, але ми тепер наближаємося до кращого розуміння ранньої історії та еволюції Місяця».
Попередні роботи над бассейном Південний полюс-Айткен вказували, що удар був спричинений космічним тілом, яке зіткнулося з Місяцем під косим кутом, залишаючи за собою кратер овальної форми. За цією моделлю уламки розподілялися в основному в один бік, від південного полюса Місяця.
Бернхардт та його колеги хотіли вивчити, як саме відбувся цей удар, досліджуючи геологічні особливості на поверхні Місяця. Космічний апарат NASA Lunar Reconnaissance Orbiter обертається навколо Місяця з 2009 року, картуючи його поверхню та збираючи величезну кількість геологічних даних.
Дослідження зосередилося на понад 200 гірських утвореннях, що знаходяться на околицях басейну, які, як припускали вчені, можуть бути залишками краю кратера. Однак після картографування та аналізу виявилося, що форма, яку утворюють ці особливості, набагато більш кругла, ніж очікували дослідники.
Ударні зіткнення викопують матеріали з глибини під поверхнею Місяця і розкидають їх по всій поверхні. Оскільки Місяць не піддається ерозії через геологічні чи атмосферні процеси, які існують на Землі, ці матеріали мають зберігатися.
«Більш кругла форма вказує на те, що об’єкт вдарив по поверхні Місяця більш вертикальним кутом, що нагадує падіння каменя прямо на землю», — говорить Бернхардт.
«Це кругле зіткнення означає, що уламки від удару рівномірно розподілилися навколо кратера, що дає можливість астронавтам або роботам у південному полюсі Місяця вивчити камені з глибин Місяця, з яких зазвичай ми не можемо отримати доступ».
Ці матеріали можуть дати нам нові відомості про те, як сформувався Місяць — процес, який залишається загадкою та є предметом багатьох спекуляцій.
Поточна провідна теорія стверджує, що супутник Землі є уламком планети, що відкололася під час гігантського удару в ранні роки Сонячної системи, але існують альтернативи, включаючи коалесценцію з хмари уламків або гравітаційне захоплення.
Більш вертикальний підхід для ударника міг би пояснити інші дивні особливості басейну. Наприклад, вимірювання гравітації Місяця в цій області вказують на те, що під гігантським кратером кора Місяця має набагато більшу щільність, ніж її околиці. Можливо, це пояснюється наявністю щільного фрагмента астероїда, похованого під кратером.
Наявність прямого доступу до «скарбу» мінералів з ранніх етапів історії Місяця може допомогти відповісти на ці питання.
«Один з найбільш захоплюючих аспектів нашого дослідження — це те, як воно може бути застосоване до місій на Місяць і в інші куточки Сонячної системи», — додає Бернхардт.
«Астронавти, які вивчатимуть південний полюс Місяця, можуть мати легший доступ до древніх матеріалів, які допоможуть нам зрозуміти, як сформувалися Місяць і наша Сонячна система».
Дослідження було опубліковано в журналі Earth & Planetary Science Letters.