Hình dạng của mặt trăng lệch khỏi một hình cầu đơn giản theo cách mà các nhà khoa học đã đấu tranh để giải thích. Khi mặt trăng nguội dần và đông cứng hơn bốn tỷ năm trước, các hiệu ứng điêu khắc của lực thủy triều và lực quay đã bị đóng băng tại chỗ.
Các nhà thiên văn học nghĩ rằng mặt trăng hình thành khi một hành tinh bất hảo, lớn hơn Sao Hỏa, tấn công Trái đất trong một cú đánh tuyệt vời. Một đám mây tăng 13.700 dặm (22.000 km) trên Trái đất, nơi nó ngưng tụ thành các hạt rắn vô số mà quay quanh Trái Đất. Theo thời gian những mặt trăng này kết hợp để tạo thành mặt trăng.
Vì vậy, mặt trăng đã được điêu khắc bởi lực hấp dẫn của Earth Earth từ việc di chuyển. Mặc dù các nhà khoa học từ lâu đã cho rằng các lực thủy triều giúp định hình mặt trăng nóng chảy, nghiên cứu mới cung cấp sự hiểu biết chi tiết hơn nhiều về các lực bổ sung đang chơi.
Ian Garrick-Bethell từ UCSC và các đồng nghiệp đã nghiên cứu dữ liệu địa hình được thu thập bởi Tàu quỹ đạo trinh sát mặt trăng (LRO) của NASA và thông tin về trường trọng lực mặt trăng Moon được thu thập bởi tàu vũ trụ GRAIL (Phục hồi trọng lực và phòng thí nghiệm nội thất).
Không lâu sau khi hình thành mặt trăng, lớp vỏ được tách ra khỏi lớp phủ bên dưới bởi một đại dương magma xen kẽ. Điều này gây ra lực lượng thủy triều lớn. Ở các cực, nơi mà sự uốn cong và sưởi ấm là lớn nhất, lớp vỏ trở nên mỏng hơn, trong khi lớp vỏ dày nhất hình thành tại các đường xích đạo. Garrick-Bethel ví điều này giống như hình quả chanh với trục dài của quả chanh chỉ vào Trái đất.
Nhưng quá trình này không giải thích được tại sao hiện tại phình chỉ được tìm thấy ở phía xa của mặt trăng. Bạn sẽ mong muốn nhìn thấy nó ở cả hai phía, bởi vì thủy triều có hiệu ứng đối xứng.
Vào năm 2010, chúng tôi đã tìm thấy một khu vực phù hợp với hiệu ứng sưởi ấm của thủy triều, nhưng nghiên cứu đó đã bỏ ngỏ phần còn lại của mặt trăng và didn bao gồm biến dạng xoay quanh thủy triều. Trong bài báo này, chúng tôi đã cố gắng mang tất cả những cân nhắc đó lại với nhau, ông cho biết Garrick-Bethell trong một thông cáo báo chí.
Bất kỳ lực quay nào cũng sẽ khiến mặt trăng quay tròn hơi phẳng ở hai cực và phình ra gần xích đạo. Nó sẽ có tác động tương tự đối với hình dạng mặt trăng giống như sự nóng lên của thủy triều - cả hai đều để lại những dấu hiệu riêng biệt trong trường trọng lực mặt trăng. Do lớp vỏ nhẹ hơn lớp phủ bên dưới, tín hiệu trọng lực cho thấy các biến thể trong cấu trúc bên trong mặt trăng, nhiều trong số đó có thể là do các lực trước đó.
Thật thú vị, Garrick-Bethell và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng trường trọng lực tổng thể mặt trăng không còn phù hợp với địa hình. Trục dài của mặt trăng không hướng thẳng vào Trái đất giống như khi mặt trăng hình thành lần đầu tiên; thay vào đó, nó bù đắp khoảng 30 độ.
Mặt trăng đối mặt với chúng ta từ lâu đã thay đổi, vì vậy chúng ta không còn nhìn vào khuôn mặt nguyên thủy của mặt trăng nữa, ông Garrick-Bethell nói. Thay đổi trong phân phối hàng loạt đã thay đổi định hướng của mặt trăng. Các miệng núi lửa đã loại bỏ một số khối lượng, và cũng có những thay đổi bên trong, có lẽ liên quan đến thời điểm mặt trăng bắt đầu hoạt động núi lửa.
Các chi tiết và thời gian của các quá trình này vẫn chưa chắc chắn, nhưng phân tích mới sẽ giúp làm sáng tỏ các lực thủy triều và lực quay dồi dào trên khắp Hệ mặt trời và Thiên hà. Những lực lượng đơn giản này, sau tất cả, đã giúp định hình người hàng xóm gần nhất của chúng ta và ngoại hành tinh xa nhất.
Kết quả đã được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Nature.
