Questa mappa mostra il campo di gravità della luna misurato dalla missione GRAIL della NASA. Credito d'immagine: NASA / ARC / MIT
I primi risultati scientifici provenienti dalle orbite lunari gemelle GRAIL della NASA forniscono incredibili dettagli degli interni della Luna e la mappa del campo gravitazionale ad alta risoluzione di qualsiasi corpo celeste, compresa la Terra.
I dati GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) mostrano antiche strutture interne precedentemente sconosciute, forniscono dettagli fino a cinque ordini di grandezza migliori rispetto ai precedenti studi sulla Luna e forniscono informazioni senza precedenti sulla superficie e sul campo di gravità della Luna.
Il veicolo spaziale gemellato, soprannominato Ebb e Flow, si inviano segnali radio tra loro e vengono misurate eventuali variazioni di distanza tra i due mentre circolano sulla Luna, fino a variazioni di soli 50 nanometri al secondo. "Questa è la velocità di 1 / 20.000 della velocità di una lumaca", ha detto Maria Zuber, investigatrice principale del GRAIL, parlando oggi alla conferenza della American Geophysical Union.
Le nuove mappe di gravità rivelano l'abbondanza di caratteristiche come strutture tettoniche, morfologie vulcaniche, anelli del bacino, picchi centrali del cratere e numerosi crateri semplici a forma di scodella. I dati mostrano anche che il campo di gravità della luna è diverso da quello di qualsiasi pianeta terrestre nel nostro sistema solare.
Gli strumenti sul veicolo spaziale GRAIL possono sondare all'interno del pianeta. Incredibili video rilasciati oggi mostrano un'abbondanza di dettagli che il team ha affermato di aver appena iniziato a studiare.
Sottraendo la gravità dalle caratteristiche della superficie si ottiene quella che viene chiamata mappa della gravità di Bouguer. Ciò che rimane è una visione delle anomalie di massa all'interno della Luna dovute a variazioni dello spessore della crosta o della densità del mantello. Nel video sopra, gli alti circolari vicini prominenti (in rosso) indicano le ben note concentrazioni di massa o "masconi", ma sono anche visibili molte nuove simili caratteristiche del lato lontano.
"Il novantotto percento della gravità locale è associato alla topografia, mentre il 2 percento sono altre caratteristiche gravitazionali", ha affermato Zuber. "Puoi vedere gli occhi di bue dei masconi lunari, ma altrimenti vediamo una superficie interna liscia. L'unico modo in cui ciò potrebbe accadere è se gli impatti sulla Luna in anticipo frantumassero la superficie interna. "
Queste mappe della luna mostrano le anomalie della gravità "Bouguer" misurate dalla missione GRAIL della NASA. Credito d'immagine: NASA / JPL-Caltech / CSM
La mappa gravitazionale di Bougeur ha anche rivelato prove di antica attività vulcanica sotto la superficie della Luna e strane anomalie gravitazionali lineari.
"Nei gradienti della mappa di gravità di Bouguer, abbiamo visto caratteristiche che non ci aspettavamo", ha dichiarato Jeff Andrews-Hanna, co-investigatore del GRAIL. “Abbiamo identificato una vasta popolazione di anomalie gravitazionali lineari. Non vediamo alcuna loro espressione sulle mappe topografiche, quindi deduciamo che si tratta di antiche strutture interne ".
Un'anomalia di gravità lineare che interseca il bacino di Crisium sul lato vicino della luna è stata rivelata dalla missione GRAIL della NASA. I dati del gradiente di gravità GRAIL sono mostrati a sinistra, con la posizione dell'anomalia indicata. Il rosso e il blu corrispondono a gradienti di gravità più forti. I dati topografici sulla stessa regione dell'altimetro laser per orbiter lunare di Orbiter lunare di ricognizione della NASA sono mostrati a destra; questi dati non mostrano alcun segno dell'anomalia di gravità. Credito: NASA / JPL-Caltech / CSM
Ad esempio, questa immagine del bacino di Crisium, che forma uno degli occhi dell '"uomo sulla luna", le mappe di gravità mostra una caratteristica lineare che attraversa il bacino mentre le mappe topografiche non mostrano tale caratteristica correlata. "Questo ci dice l'anomalia di gravità formata prima degli impatti", ha detto Andrews-Hanna.
Queste mappe del lato vicino e lontano della luna mostrano i gradienti di gravità misurati dalla missione GRAIL della NASA, evidenziando una popolazione di anomalie della gravità lineare. Credito d'immagine: NASA / JPL-Caltech / CSM
Ulteriori dati rivelano che la crosta interna della Luna è quasi completamente polverizzata. Maggiori informazioni nel nostro secondo articolo sui nuovi risultati GRAIL.
Altri dati rivelano che la crosta della Luna è più sottile di quanto si pensasse in precedenza.
"Utilizzando i dati di gravità GRAIL, abbiamo riscontrato che lo spessore medio della crosta è di 32-34 chilometri, ovvero circa 10 km in meno rispetto agli studi precedenti", ha dichiarato Mark Wieczorek, Co-investigatore di GRAIL. “Abbiamo scoperto che l'abbondanza di alluminio sulla Luna è quasi uguale a quella della Terra. Ciò è coerente con una recente ipotesi che la Luna sia derivata da materiali della Terra quando è stata formata durante un evento di impatto gigantesco. "
La missione GRAIL della NASA ha realizzato questo video cavalcavia sopra il bacino del Mare Orientale della luna terrestre. È stato raccolto dal MoonKAM a bordo del veicolo spaziale Ebb del GRAIL il 7 e 8 aprile 2012. Credito film: NASA / JPL-Caltech / Sally Ride Science
Durante la sua missione principale, i due veicoli spaziali GRAIL orbitarono a soli 55 km sopra la superficie della Luna. Questa distanza ravvicinata è il motivo per cui GRAIL sta producendo i migliori dati del campo gravitazionale per qualsiasi pianeta, compresa la Terra.
"GRACE sta ancora raccogliendo grandi dati sul campo di gravità terrestre, ma poiché la Terra ha un'atmosfera, GRACE deve orbitare a 500 km", ha detto Zuber. "Non c'è niente di meglio che andare basso."
Zuber ha affermato che il team GRAIL ha imparato da GRACE e ha potuto apportare "alcuni miglioramenti oculati". Ha anche suggerito che questa tecnologia dovrebbe essere utilizzata per ogni corpo planetario nel sistema solare e ha lanciato un'idea allettante: "Immagina di mappare le correnti sotto la superficie di Europa", ha detto.
GRAIL termina la missione scientifica primaria a maggio e sta attualmente lavorando a una missione estesa in cui l'altitudine delle astronavi è stata abbassata a soli 23 km dalla superficie. "Stiamo aprendo un'altra finestra di geofisica e presto ascolterai i risultati dei nuovi set di dati", ha affermato Sami Asmar, membro del team GRAIL.
Nel corso di una sessione della conferenza AGU nel corso della giornata, Zuber ha rivelato che domani, 6 dicembre 2012, il team abbasserà la navicella spaziale GRAIL fino a soli 11 km sopra la superficie lunare.
Concetto dell'artista della missione GRAIL, con due veicoli spaziali gemelli in orbite in tandem attorno alla luna per misurare il suo campo di gravità con dettagli senza precedenti. Credito d'immagine: NASA / JPL
La missione estesa terminerà presto, a metà dicembre, e poco dopo, i due veicoli spaziali verranno schiantati intenzionalmente sulla superficie lunare. Il team ha detto oggi che stanno ancora formulando idee per lo scenario di impatto e stanno esaminando la possibilità di mirare agli incidenti in modo che siano nel campo visivo degli strumenti del Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA.
