La Misión GRAIL De La NASA Proporciona Información Sobre Los Impactos Lunares

La NASA comparte información sobre impactos gigantes

La cuenca Orientale tiene aproximadamente 580 millas (930 kilómetros) de ancho y tiene tres anillos distintos, que forman un patrón similar a una diana. Esta vista es un mosaico de imágenes del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA.

Los astrónomos están usando datos de NASA La misión del Laboratorio Interior y Recuperación de Gravedad para proporcionar nuevos conocimientos sobre los enormes impactos que dominaron la historia temprana de la luna de la Tierra y otros mundos sólidos, como la Tierra, Marte y los satélites del sistema solar exterior.

En dos artículos, publicados esta semana en la revista Science, los investigadores examinan los orígenes de la gigantesca cuenca de impacto Orientale de la luna. La investigación ayuda a aclarar cómo la formación de Orientale, hace aproximadamente 3.800 millones de años, afectó la geología de la luna.

Ubicado a lo largo de la extremidad suroeste de la luna, el borde izquierdo visto desde la Tierra, Orientale es el ejemplo más grande y mejor conservado de lo que se conoce como una “cuenca de múltiples anillos”. Los cráteres de impacto de más de 300 kilómetros de diámetro se denominan cuencas. Con el aumento de tamaño, los cráteres tienden a tener estructuras cada vez más complejas, a menudo con múltiples anillos elevados concéntricos. Orientale tiene aproximadamente 580 millas (930 kilómetros) de ancho y tiene tres anillos distintos, que forman un patrón similar a una diana.

Se observan cuencas de anillos múltiples en muchos de los mundos rocosos y helados de nuestro sistema solar, pero hasta ahora los científicos no habían podido ponerse de acuerdo sobre cómo se forman sus anillos. Lo que necesitaban era más información sobre la estructura del cráter debajo de la superficie, que es precisamente el tipo de información contenida en los datos científicos de la gravedad recopilados durante la misión GRAIL.

Los poderosos impactos que crearon cuencas como Orientale jugaron un papel importante en la historia geológica temprana de nuestra luna. Fueron eventos extremadamente perturbadores que alteraron el mundo y provocaron una fractura sustancial, fusión y sacudida de la corteza de la joven luna. También volaron material que cayó a la superficie, cubriendo rasgos más antiguos que ya estaban allí; Los científicos utilizan esta capa de material expulsado para ayudar a determinar la edad de las características lunares mientras trabajan para desentrañar la compleja historia de la luna.

La misión de la NASA comparte información sobre los impactos gigantes

Este mapa codificado por colores muestra la fuerza de la gravedad de la superficie alrededor de la cuenca Orientale en la luna, derivada de los datos de GRAIL. (La escala de colores representa unidades de “galones”: 1 gal es aproximadamente 1/1000 de la aceleración gravitacional de la superficie de la Tierra).

La importancia de Orientale

Debido a que los científicos se dieron cuenta de que Orientale podría ser muy útil para comprender los impactos gigantes, dieron especial importancia a observar su estructura cerca del final de la misión GRAIL. La órbita de las dos sondas de la misión se redujo para que pasaran a menos de 2 kilómetros por encima de los anillos montañosos del cráter.

“Ninguna otra misión de exploración planetaria ha realizado observaciones de la ciencia de la gravedad tan cerca de la luna. Podrías haber saludado a la nave espacial gemela mientras volaba por encima de tu cabeza si te hubieras parado en el borde del anillo ”, dijo Sami Asmar, científico del proyecto GRAIL en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

De particular interés para los investigadores ha sido el tamaño del cráter inicial que se formó durante el impacto de Orientale. Con impactos más pequeños, el cráter inicial se deja atrás y muchas características del evento se pueden inferir del tamaño del cráter. Varios estudios anteriores han sugerido que cada uno de los tres anillos de Orientale podría ser el remanente del cráter inicial.

En el primero de los dos nuevos estudios, los científicos determinaron el tamaño del cráter transitorio a partir de los datos del campo gravitatorio de GRAIL. Su análisis muestra que el cráter inicial estaba en algún lugar entre el tamaño de los dos anillos más internos de la cuenca.

“Hemos podido demostrar que ninguno de los anillos en la cuenca Orientale representa el cráter transitorio inicial”, dijo Maria Zuber, investigadora principal de GRAIL del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, autora principal del primer artículo. “En cambio, parece que, en impactos grandes como el que formó Orientale, la superficie rebota violentamente, borrando los signos del impacto inicial”.

El análisis también muestra que el impacto excavó al menos 816.000 millas cúbicas (3,4 millones de kilómetros cúbicos) de material, 153 veces el volumen combinado de los Grandes Lagos.

“Orientale ha sido un enigma desde las primeras observaciones gravitatorias de la luna, hace décadas”, dijo Greg Neumann, coautor del artículo en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Ahora podemos resolver los componentes corticales individuales de la firma de gravedad de la diana y correlacionarlos con simulaciones por computadora de la formación de Orientale”.

Reproducir los anillos

El segundo estudio describe cómo los científicos simularon con éxito la formación de Orientale para reproducir la estructura del cráter según lo observado por GRAIL. Estas simulaciones muestran, por primera vez, cómo se formaron los anillos de Orientale, lo que probablemente sea similar para las cuencas de múltiples anillos en general.

“Debido a que nuestros modelos muestran cómo se forma la estructura del subsuelo, coincidiendo con lo que ha observado GRAIL, estamos seguros de que hemos logrado comprender la formación de la cuenca hace cerca de 4 mil millones de años”, dijo Brandon Johnson de la Universidad de Brown, Providence. Rhode Island, autor principal del segundo artículo.

Los resultados también arrojan luz sobre otro misterio lunar: impactos gigantes como Orientale deberían haber extraído material profundo del manto lunar, pero en cambio, la composición de la superficie del cráter es la misma que la de la corteza lunar. Entonces, los científicos se han preguntado, ¿a dónde fue el material del manto?

La simulación muestra que el cráter inicial profundo colapsa rápidamente, lo que hace que el material alrededor del exterior fluya hacia adentro y cubra la roca del manto expuesta.

Los nuevos conocimientos de GRAIL sobre Orientale sugieren que otras cuencas anilladas, invisibles en las imágenes, podrían descubrirse por su firma de gravedad. Esto puede incluir cuencas anilladas escondidas debajo de la maría lunar, las áreas grandes y oscuras de lava solidificada que incluyen el Mar de la Tranquilidad y el Mar de la Serenidad.

“El conjunto de datos que obtuvimos con GRAIL es increíblemente rico”, dijo Zuber. “Hay muchas maravillas ocultas en la luna que descubriremos en los próximos años”.

Las sondas gemelas GRAIL se lanzaron en 2011. La misión concluyó en 2012.

Publicaciones:

  • Maria T. Zuber, et al., “Campo de gravedad de la cuenca Orientale de la misión del laboratorio de recuperación e interior de gravedad”, Ciencia 28 de octubre de 2016: Vol. 354, número 6311, págs. 438-441; DOI: 10.1126 / science.aag0519
  • Brandon C. Johnson, et al., “Formación de la cuenca de múltiples cables lunar Orientale”, Science 28 de octubre de 2016: vol. 354, número 6311, págs. 441-444; DOI: 10.1126 / science.aag0518

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