A Hold legpontosabb gravitációs térképe
(Rovat: A Holdnál - 2012.12.13 07:15.)

Az amerikai GRAIL űrszondapáros méréseiből megalkották a Hold eddigi legnagyobb felbontású gravitációs térképét.

A NASA GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) programjának A és B jelű szondája (később pályázaton kapott nevükön Apály és Dagály) tavaly szeptemberben indult, és már majdnem egy éve, újévkor állt pályára égi kísérőnk körül. A kötelékben repülő, egymástól való távolságukat pontosan mérni képes űreszközök tudományos programja még folyik. A két szonda alacsony Hold körüli pályán képes az égitest gravitációs terének apró változásait is kimutatni, a pillanatnyi távolságuk változásából.

A Hold gravitációs térképe a GRAIL mérései alapján. A felszíni felbontás kb. 20 km-es. (Animáció: NASA / JPL-Caltech / MIT / GSFC)

Az új térkép az eddigieknél részletesebb információt nyújt a kutatóknak a Hold belső szerkezetéről és anyagi összetételéről. Egy sor olyan alakzatot is sikerült felismerni, amelyekről eddig nem volt tudomásuk. Ilyenek például vulkanikus felszínformák, tektonikus eredetű szerkezetek, medencéket övező gyűrűk, becsapódási kráterek központi csúcsai, s egy csomó egyszerű formájú kráter. A GRAIL első eredményeit a Science folyóiratban, három különböző szakcikkben közölték december elején.

A Hold gravitációs terének térképe összevethető a felszíni alakzatokról űrszondákkal készített részletes térképpel. Mindkettő mutatja az égitestet a fennállása óta ért külső „bombázások” nyomait. A kettő között igen jó, majdnem tökéletes az összhang. A gravitációs adatokban felbukkanó eltérések alapján nem csak a felszíni sebhelyekről, hanem a kisebb-nagyobb becsapódásoknak a kéreg alsóbb rétegeiig, sőt talán a köpenyig is eljutó hatásairól is többet tudhatunk meg. Ezek a vizsgálatok nem csak a Hold, de a Naprendszer más kőzetbolygói és -holdjai szempontjából is érdekesek lehetnek, ahol nem vagyunk képesek olyan pontos űrszondás méréseket végezni, mint a közeli Hold esetén.

A Hold gravitációs térképe a GRAIL szerint, a felszíni nehézségi gyorsulás helyi eltéréseivel. A Mercator-vetületű térkép közepén a Hold túlsó, sok kisebb krátertől szabdalt oldala látható. A Föld felőli oldalnak megfelelő helyek a kép jobb és bal szélére esnek. A feketétől a piroson és kéken át a fehérig terjedő színskála (fent) -500 és +1000 milligal közötti értékeket mutat. 1 gal gyorsulás 1 cm/s²-nek felel meg. A piros részeken így viszonylag nagyobb, a kék foltokban kisebb a tömegvonzás. (Kép: NASA / ARC / MIT)

A GRAIL szondák másik eredménye, hogy a holdi felföldeken a kéreget alkotó kőzet átlagos sűrűsége (2,55 g/cm³) alacsonyabb annál, mint amit eddig gondoltak. A távérzékeléssel és az 1970-es években az Apollo programban helyszíni mintavételezéssel kapott adatokkal összevetve a kéreg anyagának porozitása 12% körüli, akár több km-es mélységig. A kéreg vastagságára 34-43 km adódott, ami 10-20 km-rel kisebb a korábban feltételezett értéknél, és összhangban van az Apollo szeizmikus méréseivel. A mérésekből az is kikövetkeztethető, hogy a Hold és a Föld anyagának összetétele nagyon hasonló, ami egy újabb érv azon modellek mellett, amelyek szerint kísérőnk anyaga valaha a Földből szakadhatott ki, egy hatalmas égitestütközés nyomán.

A harmadik tanulmány azt mutatja be, hogy az égitesten számos keskeny, egyenes vonalú, akár több száz kilométer hosszú gravitációs anomália figyelhető meg. A kutatók szerint ezek segítségével a Hold korai történetébe pillanthatunk vissza, a kéreg akkori deformációival hozva kapcsolatba őket. A becsapódási kráterek az ilyen nyomokat a felszínen azóta már eltörölték, de a nagy felbontású gravitációs térkép alapján a „kozmikus nehézbombázás” előtt korszakba visszatekintve, a kéreg repedéseiből a fiatal Hold sugarának növekedésére, az égitest általános tágulására lehet következtetni.

Ezek csak az első eredmények, a márciustól májusig tartó elsődleges programszakasz alatt gyűjtött adatok felhasználásával. A GRAIL-A és -B (Apály és Dagály) azóta tovább dolgozott és dolgozik. A meghosszabbított küldetés augusztus vége óta tart, és december 17-én fejeződik be. A szondák felszín feletti magassága fokozatosan csökken, sorsuk végül a Holdba való becsapódás lesz.