دانشمندان از راز مارپیچ‌های ماه پرده برداشتند

به گزارش اسپیس، مشاهدات جدید «مدارگرد شناسایی ماه»(LRO) ناسا نشان داده‌اند که نگاره‌های مارپیچ سطح ماه موسوم به «Lunar swirls» با بروز تغییرات در ویژگی‌های فیزیکی ماه مرتبط هستند.

مارپیچ‌های سطح ماه، الگوهای پیچ‌خورده روی ماه هستند که به دلیل انعکاس سطوح بالای نور خورشید، به شدت می‌درخشند. از آنجا که مقدار نور خورشید بازتاب‌شده توسط یک جرم به فضا «سپیدایی» یا «آلبدو»(albedo) نام دارد، این مارپیچ‌ها اغلب به عنوان «آلبدوی بالا»(high albedo) شناخته می‌شوند. مارپیچ‌ها با آثار متضاد روشن و تیره روی سطح ماه مشخص می‌شوند که به صورت حلقه‌های روشن و گسترده‌ای که با خطوط تیره‌تر از هم جدا شده‌اند، به چشم می‌خورند.

می‌دانیم که مارپیچ‌های قمری هم در «دریاوار ماه»(Lunar mare) و هم در ارتفاعات درخشان ماه رخ می‌دهند. دریاوارها، دشت‌های تاریکی از سنگ بازالت هستند که توسط آتشفشان‌های مرتبط با برخورد سیارک‌های باستانی در سمت دور ماه ایجاد شده‌اند. با وجود این، علت خاص شکل‌گیری مارپیچ‌های قمری با آلبدو بالا به شدت مورد بحث باقی مانده است. تعیین کردن منشا این ویژگی‌ها برای درک این موضوع کلیدی است که چه فرآیندهایی سطح ماه را شکل داده‌اند، چگونه ذرات روی آن حرکت می‌کنند و حتی چگونه سطوح سیاره‌ها و قمرها به طور کلی بر محیط فضایی اطراف تأثیر می‌گذارند.

«جان ویریچ»(John Weirich) دانشمند ارشد «موسسه علوم سیاره‌ای»(PSI) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: مارپیچ‌های قمری از زمان کشف شدن تاکنون علاقه دانشمندان را برانگیخته‌اند. این علاقه تا حدی به این دلیل است که جامعه علمی به طور کامل نحوه شکل‌گیری مارپیچ‌های قمری را درک نمی‌کند. فرضیه‌های زیادی در مورد روند شکل‌گیری آنها وجود دارد. هر فرضیه، مشاهداتی دارد که آن را تأیید می‌کنند اما مشاهدات دیگری نیز وجود دارند که با آنها در تضاد هستند. تفسیر متعارف مارپیچ‌های قمری این است که توپوگرافی هیچ تاثیری بر مکان یا شکل آنها ندارد.

وی افزود: پژوهش جدید ما در نهایت این نتیجه را زیر سوال برد و نشان داد که نواحی درخشان ماه در یکی از معدود دریاوارهای سمت دور ماه موسوم به «دریای هوشمندی»(Mare Ingenii)، دارای ارتفاع کمتری نسبت به خطوط تاریکی هستند که بین آنها قرار دارند.

پژوهش ویریچ و گروهش بیشتر از ارتباط بین مارپیچ‌های قمری توپوگرافی ماه پشتیبانی می‌کند.

عکس ثبت‌شده با دوربین مدارگرد شناسایی ماه، یک مارپیچ خفیف را در ماه نشان می‌دهد.

دوگانگی یک مارپیچ قمری

این گروه پژوهشی با تولید و بررسی داده‌های توپوگرافی مربوط به مارپیچ‌های قمری با وضوح بالا، به نتیجه‌گیری در مورد ارتفاعات متنوع مارپیچ‌های قمری دریای هوشمندی رسیدند.

به طور خلاصه، آنها همبستگی مشابهی را با نتایج پژوهش‌های پیشین در مناطق کم‌نور و خطوط تاریک ارتفاعات بالا در یکی از قابل مشاهده‌ترین مارپیچ‌های قمری پیدا کردند که یک الگو با طول ۷۰ کیلومتر به نام «راینر گاما»(Reiner Gamma) است.

ویریچ گفت: یافتن رابطه با توپوگرافی در یک مکان دارای مارپیچ‌های قمری می‌تواند تصادفی باشد اما نادیده گرفتن آن در دو منطقه بسیار مجزا سخت‌تر است. نادیده گرفتن آن نیز ممکن نیست زیرا راینر گاما یک نمونه کهن از مارپیچ‌های قمری است.

مشخص شد که مناطق روشن مارپیچ‌های قمری دریای هوشمندی، حدود سه متر پایین‌تر از خطوط تاریک هستند. این در حالی است که بخش‌های روشن راینر گاما حدود چهار متر پایین‌تر از بخش‌های تاریک بودند.

ویریچ خاطرنشان کرد: در هر حال، به این سادگی نمی‌توان گفت که مناطق روشن به طور یکنواخت پایین‌تر از مناطق تاریک هستند. اگر این طور بود، رابطه بین توپوگرافی و چرخش با مقایسه کردن نقشه ارتفاعی و تصویر مارپیچ‌ها به راحتی نشان داده می‌شد اما این رابطه تنها زمانی دیده می‌شود که میانگین ارتفاع نواحی روشن و میانگین ارتفاع نواحی تاریک را با هم مقایسه کنیم.

اگرچه ویریچ و همکارانش داده‌های توپوگرافی خود را از تصاویر گرفته‌شده توسط دوربین مدارگرد شناسایی ماه به دست آوردند اما آنها از مجموعه نرم‌افزار «استریوفوتوکلینومتری»(Stereophotoclinometry) مدارگرد نیز استفاده کردند که تصاویر استریو را برای تعیین کردن ارتفاع سطح ماه به کار می‌گیرد. به علاوه، آنها از یک برنامه یادگیری ماشینی بهره بردند که قادر بود برخی از مناطق روشن مارپیچ به نام «واحدهای روی مارپیچ» و برخی از خطوط تاریک به نام «واحدهای خارج از مارپیچ» را طبقه‌بندی کند. همچنین، این رویکرد چندوجهی به گروه امکان داد تا مناطق انتقال بین دو منطقه به نام «واحدهای مارپیچ پراکنده» را شناسایی کنند.

ویریچ نتیجه گرفت: از آنجا که ما درک کاملی در مورد چگونگی شکل‌گیری این مارپیچ‌ها نداریم، داستانی را که آنها می‌توانند در مورد ماه به ما بگویند کاملا درک نمی‌کنیم. شکل‌گیری آنها می‌تواند شامل ترکیبی از فرآیندهای کاملا درک‌شده در تعامل با یکدیگر یا یک فرآیند ناشناخته باشد. گاهی اوقات اجرام یا پدیده‌های غیرمعمول، کلید دستیابی به دانش عمیق‌تر هستند و به همین دلیل، چرخش ماه بسیار جذاب است.

این پژوهش در «Planetary Science Journal» به چاپ رسید.