研究发现:月球内部存在不均匀现象
据英国《新科学家》周刊网站5月14日报道,地球对月球的引力作用表明,月球的近侧(面向地球的一面)内部温度更高,这表明它的内部是不均匀的。
美国国家航空航天局位于加利福尼亚州的喷气推进实验室的瑞恩·帕克说,自从人类首次观察月球以来,我们就知道月球的近侧和远侧看起来不一样。但我们尚不能确定这种差异是否反映出更深层的东西——也就是月球表面以下的东西。
帕克和他的同事目前正利用美国国家航空航天局“重力恢复与内部实验室”(GRAIL)航天器的数据来证明这一点。
在GRAIL任务中,两艘航天器分别于2011年和2012年绕月球轨道运行,同时收集月球引力对两者运动影响的数据。由于引力场能够反映出物理特征,研究人员可借此计算出月球的形状,以及它是如何被地球潮汐引力拉扯变形的。
然而,这个引力场的细节无法仅用月球外观来解释——研究人员必须考虑月球内部是否存在不均匀现象。美国亚利桑那大学的杰弗里·安德鲁斯-汉纳说,以往的研究预测,在地球引力作用下,月球近侧的变形会比远侧多。他说,新研究证实了这一点,“并为人们了解月球内部提供了一个全新视角”。
帕克及其团队利用GRAIL的数据精确计算了月球形状变化对地球引力作用的易感程度。结果发现,这一测量结果的读数比内部完全均匀对称的月球高出72%。
该团队对形成这一异常现象的各种原因进行了探究,比如月球的化学组成。但最符合测量结果的是月球内部近侧比远侧温度高的模型:即温度分布不均衡。
美国哥伦比亚大学的肖恩·所罗门说,这一月球内部模型也与我们所知的月球火山历史和放射性元素分布(比如接近月球表面的铀和钍)一致。
帕克说,月球究竟为何会变成现在这个样子依然是个悬而未决的谜题,尽管其内部的一些不均匀可能来自过去与其他物体的碰撞。
未来,帕克和他的团队希望利用所谓的“月震”地震测量来进一步探究月球内部。测量将使用来自美国国家航空航天局计划在2026年发射的远端月震套件这类仪器。