De kraters van de maan bewaren miljarden jaren geschiedenis. Wetenschappers hebben geleerd over de omstandigheden van ons vroege zonnestelsel door de samenstelling, grootte en verdeling van deze gaten in het maanoppervlak te bestuderen, die lang geleden zijn ontstaan ​​door botsingen met asteroïden.

Maar in plaats van de kenmerken van deze gaten rechtstreeks te bestuderen, besloot een team van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, iets anders te proberen. Met behulp van computersimulaties "wisten" ze duizenden kraters van het oppervlak van de maan, alsof ze de klok 4,25 miljard jaar terugdraaiden naar een tijd voordat de kraters zich vormden. Ze ontdekten dat de locaties van de noord- en zuidpool van de maan in deze periode iets verschoven.

Terwijl de maan deze kant op verschoof door de effecten van asteroïde-inslagen, "dwaalde" de locatie van de polen 10 graden op de breedtegraad (of 186 mijl / 300 kilometer), rapporteerden wetenschappers op 19 september in The Planetary Science Journal . Geografische noord- en zuidpolen liggen waar de rotatieas van een hemellichaam het oppervlak snijdt. In dit geval bleef de rotatie-as van de maan, de denkbeeldige lijn die door het middelpunt gaat en waaromheen hij draait, hetzelfde terwijl het lichaam van de maan verschoof.

Informatie over rondzwervende polen kan nuttig zijn om de evolutie van de maan te begrijpen; specifiek, de toestand van hulpbronnen, zoals water, op het oppervlak. Wetenschappers hebben bevroren water gevonden in beschaduwde gebieden in de buurt van de polen van de maan, maar ze weten nog niet hoeveel er is. Als de maan de locaties van zijn polen drastisch had verschoven naar een warmer, minder beschaduwd gebied, zoals de evenaar, zou wat bevroren water van het oppervlak zijn gesublimeerd (veranderd van een vaste toestand naar een gasvormige toestand) en nieuw water had minder tijd om te verzamelen bij de nieuwe polen.

Maar, zegt Vishnu Viswanathan, een NASA Goddard-wetenschapper die de studie leidde:"Op basis van de kratergeschiedenis van de maan lijkt de polaire dwaling gematigd genoeg te zijn geweest om water nabij de polen in de schaduw te hebben gehouden en gedurende miljarden jaren van stabiele omstandigheden te hebben genoten. ."

Het fenomeen achter de verschuivende polen staat bekend als True Polar Wander, en het is wat er volgens de wetten van de fysica gebeurt met een object, in dit geval de maan, dat probeert zichzelf te laten draaien wanneer het wordt geconfronteerd met obstakels, zoals veranderingen in de manier waarop zijn massa wordt verdeeld.

Terwijl asteroïde inslaat op uitgegraven massa, waardoor depressies in het oppervlak achterblijven - of zakken met lagere massa - heroriënteerde de maan zichzelf om die zakken naar de polen te brengen, terwijl gebieden met hogere massa via middelpuntvliedende kracht naar de evenaar werden gebracht. Het is dezelfde kracht die op deeg inwerkt wanneer een pizzabakker het in de lucht gooit en ronddraait om het uit te rekken.

Om de mate van polaire dwaling van de maan te bepalen, werkte Viswanathan samen met verschillende wetenschappers, waaronder David E. Smith, hoofdonderzoeker van de Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA), aan boord van NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ruimtevaartuig. Smith raakte geïnteresseerd in het gebruik van zwaartekrachtgegevens om erachter te komen hoe ver de polen van de maan zijn afgedwaald nadat hij als plaatsvervangend hoofdonderzoeker van de NASA-missie Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) had gediend. GRAIL bracht het zwaartekrachtveld van de maan tot in detail in kaart voordat de missie eindigde in 2012.

"Als je naar de maan kijkt met al deze kraters erop, kun je die zien in de gegevens van het zwaartekrachtveld", zegt Smith van het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. "Ik dacht:'Waarom kan ik niet gewoon een van die kraters nemen en hem eruit zuigen, de handtekening volledig verwijderen?'"

Smith, Viswanathan en hun team werkten met ongeveer 5.200 kraters, variërend in grootte van 12 mijl (20 kilometer) tot 746 mijl (1.200 kilometer) breed. Ze ontwierpen computermodellen die de coördinaten en breedtes van al deze kraters namen van topografische kaarten van de maan gemaakt met LOLA-gegevens en vonden vervolgens hun overeenkomstige zwaartekrachtsignaturen - of zakken met hogere of lagere zwaartekracht - op een zwaartekrachtkaart van GRAIL. De wetenschappers voerden vervolgens simulaties uit die de zwaartekrachtsignaturen van elke krater opeenvolgend per leeftijd verwijderden, in wezen de evolutie van de maan terugspoelen en de polen terugschuiven naar hun oude locaties waarbij elke impact werd geëlimineerd.

Terwijl andere onderzoekers die poolzwerven bestuderen kraters uit het record hebben verwijderd, hebben ze slechts een paar dozijn van de grootste verwijderd. "Mensen gingen ervan uit dat kleine kraters verwaarloosbaar zijn", zei Viswanathan. "Ze zijn individueel verwaarloosbaar, maar gezamenlijk hebben ze een groot effect."

Viswanathan zei dat zijn team dichter bij het uitzoeken van de ware mate van polaire dwaling op de maan komt, maar de wetenschappers moeten hun schatting nog verfijnen. Ze zijn van plan meer kleine kraters van de maan te wissen en andere kenmerken te verwijderen, zoals vulkaanuitbarstingen, die zouden kunnen hebben bijgedragen aan het verschuiven van de polen.

"Er zijn een paar dingen waar we nog geen rekening mee hebben gehouden, maar een ding dat we wilden benadrukken, zijn die kleine kraters die mensen hebben verwaarloosd, ze doen er echt toe, dus dat is het belangrijkste punt hier," zei Sander Goossens, een planetaire wetenschapper van Goddard die deelnam aan het onderzoek. + Verder verkennen

NASA Artemis1 om ASU CubeSat de ruimte in te dragen