ENGINEERINGNET.BE - Onderzoekers van NASA, de Universiteit van Arizona, de Universiteit van Californië en TU Delft hebben een nieuw zwaartekrachtmodel van de maan ontwikkeld.
Dat model neemt kleine variaties in de zwaartekracht van het hemellichaam tijdens zijn elliptische orbit rond de aarde mee.
Deze schommelingen zorgen ervoor dat de maan lichtjes vervormd door de getijdenkracht van de aarde. Dit proces wordt getijdendeformatie genoemd en biedt cruciale inzichten in de diepe interne structuur van de maan.
De studie onderzocht gravitatieveranderingen aan de nabije en verre ziide van de maan. De nabije zijde wordt gedomineerd door uitgestrekte vlakten, die gevormd zijn door gesmolten gesteente dat miljoenen jaren geleden afkoelde en uithardde. De verre zijde is rotsachtiger, met minder vlakten.
Sommige theorieën suggereren dat de vlakten aan de nabije zijde vulkanisch van oorsprong zijn, gevormd door interne opwarming door radioactieve elementen. De studie biedt het sterkste bewijs tot nu toe dat vulkanische activiteit verband houdt met een diepe thermische anomalie aan de nabije zijde van de maan.
"De nabije zijde van de maan buigt meer dan de verre zijde, wat betekent dat er fundamenteel iets anders is aan de interne structuur daarvan", aldus Ryan Park, supervisor van NASA’s Solar System Dynamics Group bij Jet Propulsion Laboratory.
Vergelijkingen met andere modellen laten zien dat er een klein, maar groter dan verwacht verschil is in de hoeveelheden vervorming van de twee hemisferen.
De meest waarschijnlijke verklaring is dat de nabije zijde een warm mantelgebied heeft, wat wijst op de aanwezigheid van hitte-genererende radioactieve elementen, en bewijs is voor vulkanische activiteit die de nabije zijde van de maan 2 tot 3 miljard jaar geleden heeft gevormd.
Dit onderzoek was mogelijk mede dankzij een open-source tool ontwikkeld aan TU Delft. Onderzoeker Marc Rovira Navarro ontwikkelde de code, genaamd LOV3D, die berekent hoe een niet-sferisch lichaam onder invloed van getijdenkrachten vervormt.
Deze methode is veel sneller dan oudere benaderingen: het genereert de getijdenreactie op basis van diverse interne modellen in enkele minuten in plaats van dagen.
Die snelheid stelde het team in staat om een breed scala aan interne configuraties te testen en degene te identificeren die overeen kwamen met de waarnemingen van NASA’s GRAIL-missie.
De tweelingruimteschepen Ebb en Flow kregen tijdens deze missie de opdracht de maan te bestuderen en verzamelden tussen december 2011 en december 2012 de zwaartekrachtsdata die in deze studie zijn gebruikt.
"Ik hoop dat dit ook bijdraagt aan toekomstige missies, vooral naar ijzige manen met ondergrondse oceanen. De code kan helpen om variaties in de ijslaagdikte te onthullen, wat essentieel is om te beoordelen of er leven mogelijk is", stelt Rovira Navarro.
