坠毁的彗星导致月球漩涡形成

一项新的研究表明，彗星的碰撞可以解释月球漩涡的形成，这是在月球另一端的玛尔·玛吉尼斯（Mare Marginis）形成的。

新的计算机模拟技术表明，坠毁的彗星是造成月球漩涡的原因。

罗德岛州普罗维登斯市（布朗大学）—布朗大学的研究人员提供了新的证据，证明月球漩涡是散布在月球表面的稀疏明亮区域，是过去一亿年来两次彗星碰撞造成的。

在《伊卡洛斯》（Icarus）杂志上发表的一篇论文中，研究人员使用了最先进的计算机模型来模拟彗星撞击月球土壤的动力学。模拟表明，这种影响可以解释神秘漩涡中的许多特征。

布朗大学的行星地球学家彼得·舒尔茨（Peter Schultz）表示：“我们认为，这很有力地证明了漩涡代表着彗星碰撞的残余。”舒尔茨与他的前研究生梅根·布鲁克·赛尔（Megan Bruck Syal）共同撰写了这篇论文，后者现在是劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究员。

多年来，月球漩涡一直是争论的源头。在某些情况下，明亮土壤的扭曲，漩涡状条纹在月球表面延伸了数千英里。大多数发现在月球看不见的远侧，但在月球近侧西南角的望远镜上可以看到一种著名的旋涡，称为莱纳伽玛（Reiner Gamma）。舒尔茨说：“当我还是一名业余天文学家时，这是我最喜欢的对象。”

乍一看，漩涡似乎与大撞击坑或任何其他地形无关。舒尔茨说：“它们看起来就像是有人在用手指画表面一样。”“关于是什么原因导致这些功能的争论一直很激烈。”

1970年代，科学家发现许多旋流与月球地壳磁场的异常有关。这一发现导致了关于漩涡如何形成的一种假设。从月球历史的早期开始，那些斑点在地表以下的岩石中可能会包含剩磁，当时月球的磁场远比现在强。曾有人提出，那些强力的，局部捕获的磁场会偏转太阳风的冲击，据认为这会使月球表面逐渐变暗。由于这些磁屏蔽，漩涡将比周围的土壤保持明亮。

但是舒尔茨对于漩涡的形成有不同的想法-它的起源是在阿波罗计划期间观察月球组件是否落在月球上。

舒尔茨说：“您会发现，由于来自发动机的气体使登月舱周围的整个区域变得光滑而明亮，”舒尔茨说。“这就是让我开始思考彗星撞击可能引起漩涡的部分原因。”

彗星带有自己的称为昏迷的气态气氛。舒尔茨认为，当小彗星像往常一样撞击月球表面时，昏迷可能会从表面清除掉松散的土壤，这与来自月球组件的气体不同。这种冲刷可能会产生明亮的漩涡。

舒尔茨在1980年的《自然》杂志上首次发表了概述这一想法的论文。那篇论文的重点是如何洗净月球土壤的上层，才能产生与漩涡一致的亮度。上层的谷物结构（由于谷物粘附在一起而称为“童话城堡结构”）会散射太阳光线，从而导致光线暗淡和变暗。剥去此结构后，剩下的平滑表面将比未受影响的区域更亮，尤其是当太阳光线以特定角度照射时。对于月球附近的雷纳·伽玛（Reiner Gamma），在日出前的新月期间，这些区域显得最亮。

随着撞击动力学的计算机模拟变得越来越好，舒尔茨和布鲁克-赛尔（Schuckz and Bruck-Syal）决定，现在应该重新考虑一下彗星撞击是否会产生这种冲刷作用。他们的新模拟结果表明，彗形昏迷及其冰冷核心的影响确实具有吹走月球土壤上最小的谷物的效果。模拟显示，经过冲刷的区域可能会从撞击点延伸数千公里，这与在月球表面延伸的漩涡状条纹一致。气体冲击产生的涡流和旋涡可以解释漩涡的扭曲，弯曲的外观。

彗星撞击假说也可以解释漩涡附近的磁异常的存在。模拟表明，彗星撞击会融化表面附近的一些细小颗粒。当富含铁的小颗粒熔化然后冷却时，它们会记录当时可能存在的任何磁场的存在。舒尔茨说：“彗星携带着由流过带电粒子形成的磁场，这些带电粒子与太阳风相互作用。”“当气体与月球表面碰撞时，彗星磁场在冷却后会被放大并记录在小颗粒中。”

研究人员说，总的来说，结果提供了关于漩涡如何形成的更完整的描述。

舒尔茨说：“这是任何人第一次使用现代计算技术来研究它。”“我们在模拟彗星撞击时看到的一切都与我们在月球上看到的漩涡相一致。我们认为这一过程提供了一致的解释，但可能需要执行新的登月任务才能最终解决辩论。”

出版物：梅根·布鲁克·席亚拉（Megan Bruck Syala）和彼得·舒尔茨（Peter H. Schultz），“月球上的彗星撞击效应：《对月球漩涡形成的影响》，《伊卡洛斯》，第257卷，2015年9月1日，第194-206页； doi：10.1016 / j.icarus.2015.05.005

图像：美国宇航局/月球侦察轨道器