迄今最精确月球重力场图出炉

新闻中心-中国网 news.china.com.cn   时间: 2012-12-07   发表评论>>

物理学家组织网12月5日报道,最近,一个由美国和法国科学家组成的研究小组,利用美国国家航空航天局(NASA)重力恢复与内部实验室(GRAIL)的一对地球轨道卫星探测的数据,绘制出了迄今分辨率最高的月球重力场图,揭示了许多以往没见过的细节特征,如构造结构、火山地形、盆地环、陨石坑中心山峰,以及大量简单的碗状陨石坑。数据还显示,月球的重力场和太阳系的其它任何类地行星都不同。相关研究以3篇论文的形式发表在最近的《科学》杂志上。

GRAIL的一对卫星是两个洗衣机大小的航天器,能为任何天体绘制出分辨率最高的万有引力场图,通过发射无线电波精确确定彼此间距离。当它们绕月球飞行,飞过山脉、陨石坑或地下结构异常区域时,重力会发生改变,航天器之间的距离也会轻微改变。利用最新的月球重力场图,科学家能以前所未有的精度了解月球的内部结构和组成成分。

“这份地图告诉我们的月球情况超过任何其它已知的天体。”GRAIL首席研究员、美国麻省理工大学的玛利·朱伯说,“月球全身包在重力场中,当我们看到它的重力场有明显变化时,也能同时判断出它表面地形特征的变化,比如是陨石坑、河沟还是山脉。”月球重力场保存了它早期被大量陨石“轰炸”的记录,并显示出其内部由于向其地壳深处和可能的幔层延伸而断裂的迹象。这些记录都在月球上保存下来,目前已能被精确探测出来。

探测器还显示,月球高地的地壳堆积密度比以往普遍认为的要低得多,这和上世纪70年代初阿波罗登月任务所采集的数据恰好吻合,这也表明宇航员带回来的样本是有代表性的。

GRAIL合作研究员、法国巴黎地球物理学院的马克·维克罗里克说:“根据最新测定的地壳堆积密度,我们发现月球地壳的平均厚度在34公里至43公里之间,比以前认为的要薄10公里到20公里。利用厚度数据,能算出月球的堆积成分和地球很类似。这支持了月球起源于地球物质的模型:在太阳系历史事件中,月球因一次巨大撞击才和地球脱离开来。”

“我们利用重力场梯度来突出以往数据库中更小、更狭窄的结构。”GRAIL客座科学家、美国科罗拉多金矿学院杰夫·安德鲁斯-汉娜说,“数据还显示,月球上有许多长长的、线性的重力异常,有几百公里长,交叉穿过月球表面。这表明在月球表面以下有河沟或细长的、垂直状凝固岩浆体。河沟是月球上最古老的地貌之一,理解这些特征有助于了解月球的早期历史。”

两个航天器于去年9月发射,最初叫做GRAIL A和B,今年1月改名为艾博(Ebb)和弗洛(Flow),这些成果是GRAIL任务主要阶段的首批成果。(常丽君)

文章来源: 科技日报
责任编辑: 鹏遥