Ny studie visar att månvirvlar är kopplade till topografi

mosaik av Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) bilder som visar månvirveln Reiner Gamma. Virvelns "öga" kan ses i mitten till vänster, medan andra ljusa markeringar i virveln sträcker sig till nedre vänstra och övre högra delen av bilden. Kredit: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University.
mosaik av Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) bilder som visar månvirveln Reiner Gamma. Virvelns "öga" kan ses i mitten till vänster, medan andra ljusa markeringar i virveln sträcker sig till nedre vänstra och övre högra delen av bilden. Kredit: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University.

Lunar swirls har traditionellt ansetts vara opåverkade av topografiska förändringar, men en ny studie visar ett samband mellan de två. Lunar swirls är högalbedomarkeringar på månen som förekommer i både mare – mörka, jämna basaltslätter – och de ljusa höglandsterrängen; deras ursprung är fortfarande en omdebatterad fråga.

”Den kanoniska tolkningen av månvirvlar är att topografin inte har någon betydelse för virvelns läge eller form. Domingue et al. fann dock att de ljusa områdena i månvirveln i Mare Ingenii har en lägre höjd än de mörka banorna mellan dem.

De kom fram till denna slutsats genom att generera och undersöka topografiska data för månvirvlar med en högre upplösning än vad som tidigare hade gjorts (dvs. submeter)”, säger John Weirich, Senior Scientist vid Planetary Science Institute och huvudförfattare till artikeln ”The Search for Topographic Correlations within the Reiner Gamma Swirl” som publiceras i Planetary Science Journal. PSI:s Deborah L. Domingue, Frank C. Chuang, Amanda A. Sickafoose, Matthew D. Richardson, Eric E. Palmer och Robert W. Gaskell är medförfattare.

Det finns områden på månen där kontrasterande ljusa och mörka markeringar till synes slingrar sig över ytan; dessa markeringar, kända som virvlar, definieras av breda, ljusa virvelområden som separeras av mörkare virvelbanor. Deras bildningsmekanism har länge diskuterats och är avgörande för att förstå bearbetningen av månytan, rörligheten hos månens jordpartiklar och effekterna av rymdmiljön på planetytor, enligt Domingue et al. (2022).

”Denna artikel bygger på slutsatserna från Domingue et al. genom att använda samma metoder och finner en liknande korrelation mellan områden med virvlar och lägre topografi inom Reiner Gamma-virveln. Att hitta ett samband med topografi i en virvel kan bara vara en slump, men att hitta det i två vitt skilda virvelregioner är svårare att ignorera. Det är särskilt svårt att ignorera eftersom Reiner Gamma är den arketypiska månvirveln”, säger Weirich.

”Domingue et al. fann att de ljusa områdena är 2 till 3 meter lägre än de mörka områdena inom Mare Ingeniis månvirvel. I den här artikeln studerade vi Reiner Gamma och fann att de ljusa områdena är cirka 4 meter lägre än de mörka områdena”, säger Weirich.

”Det är dock inte så enkelt som att de ljusa områdena är jämnt lägre än de mörka områdena. Om så vore fallet skulle detta samband mellan topografi och virvel vara lätt att visa genom att jämföra en höjdkarta med en bild av virveln. Istället kan detta samband bara ses när vi jämför medelhöjden för de ljusa områdena med medelhöjden för de mörka områdena.”

Weirich använde många bilder från Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) tillsammans med programvarusviten Stereophotoclinometry (SPC) för att bestämma ytans topografi.

Medförfattarna Chuang och Richardson använde maskininlärningsverktyg på en delmängd av LROC-bilderna för att tillämpa en opartisk algoritm för att klassificera virveln i ljusa områden, som kallas on-swirl-enheter, och mörka områden, som kallas off-swirl. De identifierade också övergångs-/mellanområden, som de betecknade som en diffust virvlande enhet. De publicerade sina resultat i en tidigare artikel.

SPC är en programvarusvit som använder rymdfarkosters bilder av en yta och kombinerar stereobilder och fotoklinometri för att bestämma höjden på en yta. De virvlar som definierats av maskininlärningsalgoritmerna jämfördes sedan med SPC:s topografi för att statistiskt fastställa om det fanns några korrelationer i höjdled, och vad skillnaden i så fall berodde på.

”Lunarvirvlar har väckt forskarnas intresse sedan de upptäcktes, delvis för att forskarsamhället inte helt förstår hur de bildades. Det finns många hypoteser om deras bildningsprocess. Varje hypotes har observationer som stöder den, men det finns också andra observationer som motsäger dem”, säger Weirich.

”Eftersom vi inte har en fullständig förståelse för hur dessa virvlar bildades, förstår vi inte heller helt den historia de kan berätta för oss om månen. De kan ha bildats genom en kombination av välförstådda processer som samverkar, eller genom en för närvarande okänd process. Ovanliga föremål eller fenomen är ibland nyckeln till djupare kunskap, och därför är månvirvlar mycket fascinerande. Och det faktum att de ser riktigt coola ut.”

Ytterligare information: John R. Weirich et al, The Search for Topographic Correlations within the Reiner Gamma Swirl, The Planetary Science Journal (2023). DOI: 10.3847/PSJ/ace2b8

Bli först med att kommentera

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.