La forma della luna si discosta da una semplice sfera in un modo che gli scienziati hanno faticato a spiegare. Mentre la luna si raffreddava e si solidificava più di quattro miliardi di anni fa, gli effetti di scultura delle forze di marea e di rotazione si congelarono sul posto.
Gli astronomi pensano che la luna si sia formata quando un pianeta canaglia, più grande di Marte, ha colpito la Terra in un grande colpo lanciante. Una nuvola si elevò a 13.700 miglia (22.000 chilometri) sopra la Terra, dove si condensò in innumerevoli particelle solide che orbitavano attorno alla Terra. Nel corso del tempo questi moonlets si sono uniti per formare la luna.
Quindi la luna è stata scolpita dalla gravità terrestre sin dall'inizio. Sebbene gli scienziati abbiano a lungo postulato che le forze di marea hanno contribuito a modellare la luna fusa, il nuovo studio fornisce una comprensione molto più dettagliata delle forze aggiuntive in gioco.
Ian Garrick-Bethell dell'UCSC e colleghi hanno studiato i dati topografici raccolti dal Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA e le informazioni sul campo di gravità della luna raccolte dal veicolo gemello GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) dell'agenzia.
Non molto tempo dopo la formazione della luna, la crosta fu disaccoppiata dal mantello sottostante da un oceano di magma che si avvicinava. Ciò ha causato immense forze di marea. Ai poli, dove la flessione e il riscaldamento erano maggiori, la crosta si assottigliava, mentre la crosta più spessa si formava agli equatori. Garrick-Bethel ha paragonato questo a una forma di limone con il lungo asse del limone che punta verso la Terra.
Ma questo processo non spiega perché il rigonfiamento si trova ora solo sul lato più lontano della luna. Ti aspetteresti di vederlo su entrambi i lati, perché le maree hanno un effetto simmetrico.
"Nel 2010, abbiamo trovato un'area che si adatta all'effetto di riscaldamento delle maree, ma quello studio ha lasciato aperto il resto della luna e non includeva la deformazione marea-rotazionale. In questo articolo abbiamo cercato di mettere insieme tutte queste considerazioni ", ha dichiarato Garrick-Bethell in un comunicato stampa.
Qualsiasi forza di rotazione farebbe appiattire leggermente la luna rotante ai poli e sporgere vicino all'equatore. Avrebbe avuto un effetto simile sulla forma della luna come ha fatto il riscaldamento delle maree - entrambi i quali hanno lasciato segni distinti nel campo di gravità della luna. Poiché la crosta è più leggera del mantello sottostante, i segnali di gravità rivelano variazioni nella struttura interna della luna, molte delle quali potrebbero essere dovute a forze precedenti.
È interessante notare che Garrick-Bethell e colleghi hanno scoperto che il campo di gravità globale della luna non è più allineato con la topografia. Il lungo asse della luna non punta direttamente verso la Terra come probabilmente quando la luna si è formata per la prima volta; invece, è compensato di circa 30 gradi.
"La luna che ci ha affrontato molto tempo fa si è spostata, quindi non stiamo più guardando la faccia primordiale della luna", ha detto Garrick-Bethell. “I cambiamenti nella distribuzione di massa hanno spostato l'orientamento della luna. I crateri rimossero un po 'di massa e vi furono anche cambiamenti interni, probabilmente legati a quando la luna divenne vulcanicamente attiva. "
I dettagli e i tempi di questi processi sono ancora incerti, ma la nuova analisi dovrebbe aiutare a far luce sulle forze di marea e di rotazione abbondanti in tutto il Sistema Solare e la Galassia. Queste semplici forze, dopo tutto, hanno contribuito a modellare il nostro vicino più vicino e l'esopianeta più distante.
I risultati sono stati pubblicati oggi su Nature.
