Temperált gödrök
(Rovat: A Holdnál, Távoli világok kutatói - 2022.08.30 07:15.)

A NASA Lunar Reconnaissance Orbiter szondájának felvételei alapján amerikai kutatók olyan gödröket találtak a Hold felszínén, amelyek mélyén meglepően stabil hőmérséklet uralkodik.

A Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 2009. június 23-a óta kering a Hold körül, és azóta kifogástalanul működik (erre való tekintettel áprilisban meghosszabbították küldetése időtartamát). Az elmúlt több mint egy évtizedben készült felvételein sok helyütt láthatók olyan gödrök az égtest felszínén, amelyeket legújabban a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem hallgatója, Tyler Horvath és kollégái vetettek alá alaposabb vizsgálatnak. Az első ilyen gödröket 2009-ben a Japán Űrügynökség (JAXA) Kaguya (SELENE) szondája fedezte fel, de még abban az évben az LRO felvételein is megtalálták, és azóta különböző elméletek születtek arról, hogy ezek felszín alatti barlangok és más geológiai képződmények bejáratai lehetnek. Horvath és munkatársai megállapították, hogy a gödrök árnyékos részén stabil 17 °C-os hőmérséklet uralkodik.

A Hold körül keringő LRO szonda. (Fantáziarajz: NASA / Goddard / Conceptual Image Lab)

A stabil hőmérsékletű helyek különlegesen fontosak a jövő elképzelt holdi expedíciói szempontjából, ugyanis a nyílt holdfelszínen jelentős a hőmérséklet ingadozása a nappali 127 °C és az éjszakai –173 °C körüli hőmérsékletek között. A gödrök nemcsak termikus stabilitásuk okán érdekesek, hanem azért is, mert védelmet nyújthatnak a napkitörések és a mikrometeoritok ellen. Horvath és munkatársai megállapítása szerint az eddig felfedezett több mint 200 gödör közül legalább 16 felszín alatti lávacsövek bejárata lehet. A lávacsövek a Hold múltjában akkor alakulhattak ki, amikor a felszínen még folyékony láva lehetett jelen, amelynek tetején megszilárdult kőzetréteg jött létre, majd kifolyt alóla a még folyékony láva. Ha a lávacsövek teteje egyes helyeken nem volt elég stabil, ott beszakadhatott, és létrejöttek a megfigyelt gödrök. Kettő a Horvath és munkatársai által vizsgált legnagyobb gödrök közül nagy barlangrendszerek bejárata lehet.

Mintegy 34 méter mély gödör a Marius-hegyen, az LRO felvételein. (Kép: NASA / GSFC / Arizona State University)

Mint ismert, a jelenleg elfogadott elméletek értelmében a Hold azon ütközés nyomán keletkezett, amikor a fiatal ős-Földbe becsapódott egy Mars-nagyságú égitest, a Theia. Az ütközés energiája a kidobódó anyagot teljes egészében megolvasztotta, amely anyag azután a Holddá tömörült össze. Az éppen létrejött Hold felszíne még folyékony volt, vagyis ott az olvadt láva és magma óceánjai hömpölyögtek. Ez magyarázza a kutatók vizsgálatában is szereplő lávacsövek kialakulását.

Horvath és munkatársai az LRO sugárzásmérőjének adatait használva állapították meg a holdfelszín és a gödrök hőmérséklete közötti eltérést. Számítógépes modellel és az LRO adatait felhasználva elemezték egy 100 méter mély gödör termikus tulajdonságait, és felrajzolták a Nyugalom Tengerében talált gödrök hőmérsékletének időbeli változását. Megállapították, hogy a hőmérséklet stabilan 17 °C körül marad, ettől az értéktől csak kis eltéréseket tapasztaltak. Egyúttal azt is bebizonyították, hogy ha a gödörből barlangrendszer indul ki, akkor annak belsejében is nagyon stabilan hasonló hőmérséklet uralkodik, az ingadozás 1 °C-nál kisebb. A tapasztalt termikus stabilitást azzal magyarázzák, hogy a gödör fala a holdi nappalokon korlátozza a gödör mélyének felforrósodását, a holdi éjszakákon viszont akadályozza a kisugárzást. Horvath és munkatársai cikke a kutatásaik eredményéről július végén jelent meg a Geophysical Research Letters folyóiratban.

Gödörkráter a Nyugalom Tengerében az LRO felvételén. (Kép: NASA / Goddard / Arizona State University)

A NASA LRO szondáját 2009. június 18-án az ULA Atlas-V rakétájával indították. Elsődleges küldetése tudományos munkáját 2009. szeptember 15-én kezdte meg. Kezdetben 50 km magasan keringett a Hold felszíne fölött, később azonban üzemanyag-takarékossági okokból pályáját magasabbra emelték. A NASA 2022 áprilisában döntött nyolc jól működő űrszondája, többek közt az LRO küldetésének meghosszabbításáról (a többi hét: Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, Mars Science Laboratory (Curiosity rover), InSight lander, OSIRIS-REx és New Horizons). Az LRO küldetése folytatásában kiemelt figyelmet fordítanak a tartósan árnyékos területek vizsgálatára.

A 11 éve a Hold körül keringő Lunar Reconnaissance Orbitert és eredményeit bemutató videó. (Forrás: YouTube, NASA Scientific Visualization Studio)