天文|神奇月球的表面下,藏有质量谜题,至今未知何故


天文|神奇月球的表面下,藏有质量谜题,至今未知何故
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月球盆地幽幽处 , 聚有沉沉物 , 这究竟是为何?

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(图中)深蓝色区域是(月球)南极-艾特肯盆地 , 虚线框出的部分质量异常 。
图源:NASA/戈达德航天中心/亚利桑那大学
【天文|神奇月球的表面下,藏有质量谜题,至今未知何故】在月球远端南极地区 , 有很大一块地方的结构十分怪异 。 科学家们认为他们或许知道这一异常现象的来源 。

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艾特肯盆地是很久以前月球上的一次撞击产生的巨大陨击坑 , 其最长的轴线有纽约到内布拉斯加州的奥马哈那么长 。 盆地下面有一个异乎寻常的现象——在向下延伸至少300公里 , 比地壳的10倍还深的地方质量有盈余 。 科学家们认为这可能是某撞击器撞击形成该陨击坑后的残留物 。

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两个数据集对这项研究有所帮助:一个是搭乘月球勘测轨道飞行器(LRO)的月球轨道激光测高仪(LOLA)收集的地形数据 , 另一个是由一对小型探测器构成的圣杯号(GRAIL)收集的地球重力数据 。 一篇发表在《地球物理研究通讯》上的论文 , 结合这两个数据集进行综合分析得出在这一盆地下面的“月幔中有明显的质量盈余” , 大概有2180000兆(即10的18次方)千克的额外质量;这相当于一个正常大小的小行星质量 。

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这儿这么多的额外质量到底是怎么来的呢?这一研究团队给出了两种猜想 。 一种是随着月幔冷却 , 一些自然过程使某些物质在盆地下面聚集;另一种激动人心的可能是 , 这些额外质量暗示着月幔中沉有陨击后残余的一个巨大的金属核 。

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无论是哪一种可能 , 如果这一异常质量在深入审查后继续存在的话 , 它将对科学家理解月球历史有重要的启示作用 。 如果异常质量是撞击产生的 , 那么根据这篇论文 , 位于陨击坑中心东南方向400公里处的异常质量 , 能帮助我们对撞击如何形成陨击坑有更进一步的认识 。 如果它是在岩浆海不均衡的结晶过程中产生的 , 那么科学家们想知道它为什么会 , 以及如何发生 。

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最近有许多关于月球激动人心的消息 , 某种程度上要感谢中国的“嫦娥四号”探测器已经成功在月球背地面着陆 , 再加上美国一直致力于使人类重返月球表面 。 相关研究也已表明南极-艾特肯盆地是一个十分有趣的地方 。 就在最近 , 嫦娥四号任务的科学家们在盆地找到了月幔物质(存在)的证据 , 很可能是被另一个撞击器撞出来的 。

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月球是一个非常神奇的地方 , 谁知道我们回去后还会发现什么呢?
相关知识
月球 , 即地卫一 , 俗称月亮或月 , 古称太阴、玄兔[5]、婵娟、望舒等 , 是地球唯一的天然卫星[nb 4][6] , 并且是太阳系中第五大的卫星 。 月球的直径略大于地球的四分之一 , 质量约为地球的1/81 , 相对于所环绕的行星 , 它是体积和质量最大的卫星 , 也是太阳系内密度第二高的卫星 , 仅次于木卫一 。
一般认为月亮形成于约45亿年前 , 即地球出现后的不久 。 有关它的起源有几种假说 , 但没有一种能完全合理地作毫无破绽的解释 , 最被普遍认可的是大碰撞说 , 它假设月球形成于地球与火星般大小的“忒伊亚”之间的一次巨大撞击 。
它的自转与公转同步(潮汐锁定) , 因此以同一面朝向地球 。 月球正面标记着黑暗的火山熔岩海 , 中间夹杂着明亮和古老地壳的高地和明显的陨石坑 。 从地球用肉眼观测 , 月球是除了太阳之外最亮的天体 , 尽管它看起来非常明亮 , 但其表面实际很暗 , 反射率仅略高于旧沥青 。 由于月球在天空中非常容易被观测 , 再加上规律性的月相变化 , 使它自古以来就对人类文化如历法、艺术和神话等产生重大影响 。 月球的引力影响造成地球海洋的潮汐和每一天的时间延长 。 月球现在与地球的距离 , 大约是地球直径的30倍 , 换而言之 , 将太阳系八大行星外加冥王星塞进地球与月球间还有余剩空间 。 而月球与太阳的大小比率与距离的比率相近 , 使得它的视觉大小与太阳几乎相同 , 在日食时月球可以完全遮蔽太阳而形成日全食 。
作者:Ryan F. Mandelbau
FY:BrutLee
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