کشف یک دهانه برخوردی بزرگ روی سطح ماه

این دهانه جدید کشف شده مک‌گچین (McGetchin) نام دارد
نمایی از دهانه مک‌گچین که توسط مدارگرد شناسایی ماه ناسا (LRO) ثبت شده است، در فاصله‌ی زمانی بین ماه آوریل و مه ۲۰۲۴، جسمی بزرگ به ماه برخورد کرد. اگرچه خودِ لحظه برخورد مشاهده نشده، دهانه‌ای که بر جای گذاشت، از آن زمان تاکنون تحت رصد بوده است.
تایلر پاول (Tyler Powell دانشگاه جانز هاپکینز) و همکارانش در مقاله‌ای که در مجله Science Advances منتشر شده، نتیجه گرفته‌اند که این برخورد نه‌تنها دهانه‌ای به قطر ۲۲۲ متر ایجاد کرده، بلکه لکه‌ای بسیار بزرگ‌تر، به قطر ۷ کیلومتر نیز به وجود آورده است که در مقایسه با محیط اطراف، دمای غیرعادی پایین‌تری دارد.
بیش از یک دهه پیش، دانشمندان دریافتند که چنین لکه‌های سردی در سراسر ماه فراوان‌اند. اگرچه خودِ برخوردها سنگ‌ریزه‌پوشه یا رِگولیت سطح ماه را گرم کرده و حتی ذوب می‌کنند، این انفجارها لایه‌های کم‌عمق و بالایی رگولیت را در مسافت‌هایی بسیار دور از دهانه، «پف‌ دار» و سست می‌کنند و دانه‌های خاک را در معرض خلأ سرد فضا قرار می‌دهند.
در واقع، فضانوردان نیز این تفاوت را مشاهده کرده بودند: مأموریت آپولو ۱۶ در لکه سرد قدیمی اطراف دهانه ساوت ری (South Ray) فرود آمد و جای چکمه‌های فضانوردان در آنجا عمیق‌تر از محل‌های دیگر فرود مأموریت‌های آپولو بود.
این نقشه از ماه که توسط دوربین مدارگرد شناسایی ماه (LROC) تهیه شده، ۲۰۶۰ لکه سرد را روی سطح ماه نشان می‌دهد؛ این نقشه احتمالاً بسیاری از لکه‌های سرد، به‌ویژه در عرض‌های جغرافیایی بالاتر، را شامل نمی‌شود.

این دهانه جدید که مک‌گچین (McGetchin) نام گرفته، تنها دهانه‌ای نیست که مدارگرد شناسایی ماه طی سال‌ها شناسایی کرده است. دانشمندان با مقایسه تصاویر قبل و بعد، تاکنون بیش از ۲۰ برخورد تازه را پیدا کرده‌اند.
اما مک‌گچین بزرگ‌ترین آنهاست و برخوردهای بزرگ در مقایسه با برخوردهای کوچک‌تر بسیار نادرند — انتظار می‌رود دهانه‌ای با این اندازه تنها یک‌بار در هر ۱۳۰ سال ایجاد شود. بنابراین، مک‌گچین بهترین فرصت را برای آزمودن فرضیه مربوط به لکه‌های سرد فراهم کرد.
ابزار Diviner نصب‌شده روی مدارگرد شناسایی ماه، دمای سطح ماه در طول شب را اندازه‌گیری می‌کند. مناطقی که این ابزار سردتر می‌یابد، مکان‌هایی هستند که سطح ماه پس از غروب خورشید با سرعت بیشتری سرد می‌شود.
Diviner آن‌قدر زود از منطقه تصویربرداری نکرد که بتواند گرمای اولیه ناشی از برخورد را ثبت کند — برخوردهای قبلی نشان داده‌اند که گرمای حاصل از انفجار، به‌سرعت و ظرف چند ساعت از بین می‌رود.
اما این ابزار چند هفته و چند ماه پس از وقوع برخورد، دهانه را زیر نظر گرفت. مشاهدات Diviner نشان داد که در حالی که خودِ دهانه همچنان گرم باقی مانده بود، سطح اطراف آن ۸ تا ۹ کلوین (حدود ۱۵ درجه فارنهایت) سردتر بود.
این تصاویر قبل و بعد، تابش حرارتی سطح ماه را همان‌طور که ابزار Diviner اندازه‌گیری کرده، نشان می‌دهند. شکل‌گیری دهانه مک‌گچین با ایجاد یک لکه سرد حتی بزرگ‌تر همراه بوده است.

«در نزدیکی دهانه، و در عمق‌هایی از مقیاس متر تا کیلومتر — که با قطر دهانه ارتباط دارند — فشرده‌شدن، گرم‌شدن و ذوب‌شدن واقعاً رخ می‌دهد. کشف جدید در اینجا این است که همان برخوردها اثراتی مانند کاهش فشردگی و دیگر پیامدها را دقیقاً در سطح، و تا فاصله‌های بسیار زیاد از دهانه‌ی اصلی، نیز پدید می‌آورند.»
تیم پاول نشان می‌دهد، فراتر از این محدوده، ناهمواری کم‌عمق‌ترِی نیز در سطح رخ می‌دهد. در فاصله‌ای باز هم دورتر و در لایه‌ای کم‌عمق‌تر، تغییراتی در بازتابندگی سطح ایجاد می‌شود که ناشی از مواد پرتاب‌شده از دهانه یا همان مواد حاصل از پرتابه‌های برخوردی (ejecta) است.
دهانه برخوردی «مک‌گچین» با قطر حدود ۲۲۲ متر و عمق تقریبی ۴۳ متر (تقریباً نصف طول زمین فوتبال یادشده) بزرگترین دهانه برخوردی تازه شکل گرفته است که توسط مدارگرد شناسایی ماه(LRO) ناسا شناسایی شده است.بنابراین شاید چندان تعجب‌آور نباشد که چنین برخورد عمیقی ساختار محیط اطراف خود را به لرزه درآورده و آن را «پفی‌» و سست کرده باشد. آنچه شگفت‌انگیزتر است این است که اثرات این برخورد تا فاصله‌ی این‌چنین دوری احساس شده، در حالی که در کم‌عمق‌ترین لایه‌ی رگولیت ماه منتشر شده است. در واقع، دانشمندان دریافتند هرچه دهانه بزرگ‌تر باشد، لکه‌ی سرد اطراف آن نیز پهناورتر است.
البته در ماه هوایی وجود ندارد، اما بمباران مداوم ذرات خورشیدی و ریزشهاب‌سنگ‌ها سطح آن را فرسایش می‌دهد و ویژگی‌هایی مانند دهانه‌ها را محو می‌کند. مک‌گچین و دیگر دهانه‌های تازه، به ستاره‌شناسان کمک می‌کنند تا بفهمند سطح جهان‌های بدون‌هوا چگونه تغییر می‌کند و تکامل می‌یابد.
منبع: skyandtelescope.org/astronomy-news