長久以來,月球背面對于人類而言是完全未知的世界,月球只以正面展示給地球上的人類。其原因出于一種巧合——月球的繞軸自轉(zhuǎn)和繞地球公轉(zhuǎn)的周期完全相同,這是地球引力對月球產(chǎn)生的潮汐鎖定效果。
直到人類進入航天時代之后,蘇聯(lián)的月球3號探測器在1959年飛到月球背面,首次拍攝到了神秘的月球背面。雖然自那之后,人類發(fā)射了大量的探測器去往月球,并在月球上登陸,甚至還有人類踏上了月表,但無一例外都是在月球正面。
想要去月球背面非常困難,因為那里無法與地球進行通信,無線電波會被月球本身屏蔽。直到2018年,我國發(fā)射了鵲橋號中繼衛(wèi)星,它運行在地月第二拉格朗日點附近,首次為月球背面和地球的通信搭起橋梁。
在鵲橋號的幫助下,到了2019年,嫦娥四號才能成功登上月球背面,成為人類史上的首次壯舉。目前,嫦娥四號著陸器還在月球背面上正常工作,玉兔二號月球也還在月表上行駛(累計行駛距離超過628米),它們的運行時間都早已遠(yuǎn)超設(shè)計壽命。
月球背面看起來與我們所熟悉的月球正面相差很大,月球背面被密密麻麻的隕石坑所覆蓋,很少有月球正面上廣泛分布的平坦月海。密集的隕石坑是月球為地球擋小行星的最好證明,來自地月系統(tǒng)外的小行星撞不斷轟擊著月球背面。
在月球背面的眾多隕石撞擊坑中,最大的是位于南極的艾特肯盆地,其直徑估計為2500公里。相比之下,月球的直徑也只有3475公里,周長約為10917公里,這相當(dāng)于該盆地直徑的4.3倍。
艾特肯盆地的起源時間可以追溯到42.5億年前,當(dāng)時月球剛形成2.6億年,它遭受了一顆直徑達到200公里的天體撞擊。由于撞擊角度較低,估計不到30度,所以撞擊坑的深度并沒有如正面撞擊那樣達到200公里,而是只有大約13公里,但這仍然是月球上最深的隕石坑。
在撞擊的過程中,大量月球內(nèi)部物質(zhì)會被拋射出來,分布在艾特肯盆地中。因此,該隕石坑隱藏著月球的遙遠(yuǎn)歷史,這也是嫦娥四號選擇在這里登陸的原因。
果不其然,就在嫦娥四號探測期間,根據(jù)美國宇航局(NASA)的圣杯號(GRAIL)探測器在繞月飛行時的觀測數(shù)據(jù),天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),艾特肯盆地中存在一塊質(zhì)量異常巨大的致密物體。
數(shù)據(jù)顯示,艾特肯盆地的重力異常偏大,月球上普遍存在的玄武巖并沒有那么大的密度。天文學(xué)家推測,一塊巨大的金屬埋藏于艾特肯盆地之下300公里,其質(zhì)量估計為2.2×10^18 kg,也就是220億億公斤,或者2200萬億噸。那么,這些異常多的金屬是怎么來的呢?
隱藏在艾特肯盆地中的金屬主要成分為鐵和鎳,這是太陽系中大部分巖質(zhì)天體的核心組成。在原始太陽星云中,鐵和鎳是兩種含量較高的元素。當(dāng)鐵和鎳成為巖質(zhì)天體的一部分之后,由于這兩種元素的密度很高,所以它們會慢慢沉到中心。地球核心是一個巨大的鐵鎳合金球體,厚度達3400公里,質(zhì)量相當(dāng)于地球總重的三分之一。
四十多億年前,那顆直徑200公里的巖質(zhì)天體撞上月球南極時,形成了一個巨大的撞擊坑,它的鐵鎳核心也隨之沉入地下。由于當(dāng)時正處于太陽系早期,鐵鎳還來不及大量沉入核心,它們還比較分散。因此,經(jīng)過撞擊之后,鐵鎳可以一直懸浮在月球地幔中,而沒有下沉到月球核心。
艾特肯盆地隱藏著月球的很多秘密,有待我們?nèi)ブ鹨唤议_。目前,也只有嫦娥四號有機會對艾特肯盆地進行深入研究。相信不久后,我們可以聽到更多有關(guān)嫦娥四號的好消息。
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