Исследователи обнаружили, что в то время как оба полушария Луны обладают 12 кратерами в регионах уменьшения толщины коры в 200 километров диаметром, ближайшие кратеры однозначно крупнее. Ученые представили свою работу в последнем номере Science.

Хотя восемь бассейнов на ближней стороне обладают диаметром 320 километров, только один кратер такого размера обнаружен на дальней стороне. Моделирование показало, что разница в размерах не должна превышать 1-2 процента. Откуда же такое несоответствие?

Около 4 миллиардов лет назад непропорционально большое число астероидов прокатилось по Солнечной системе, столкнувшись с Меркурием, Венерой, Землей и Марсом. Позднее его назвали «поздняя тяжелая бомбардировка». Серьезно. Луна получила серьезный удар. Настолько серьезный, что поздняя тяжелая бомбардировка для Луны стала лунным катаклизмом.

Милькович и ее команда утверждают, что вулканическая активность, которая возникла в период этого катаклизма, привела к тому, что верхняя мантия на ближайшей к нам стороне Луны стала теплее, чем на обратной. Нагрев привел к тому, что геология Луны стала более восприимчивой к расширению после удара астероида. Холодная сторона луны после столкновения с астероидом и возникновения кратера коллапсировала, «в результате чего диаметр утонченной коры был меньше, чем диаметр переходного кратера».

Моделирование это подтвердило. Выше слева показано холодное дальнее полушарие в течение двух часов после столкновения с 30-километровым астероидом, вошедшим на скорости 10 км/с 4 миллиарда лет назад. Моделирование справа показывает два часа столкновения с теплым полушарием. Симуляция подтвердила, что на дальней стороны образовывались бассейны по диаметру в два раза меньше, чем на ближней.

Такого типа могут помочь ученым нарисовать четкую картину истории Луны, а также рассказать многое об эволюции Солнечной системы в целом. В частности, ученых интересуют загадки и . Команда Милькович утверждает, что поскольку температура ближней части Луны не представляет температуру Луны в целом, истинные масштабы поздней тяжелой бомбардировки были преувеличены. Кроме того, лучшее понимание геологических процессов на Луне может понадобиться во время анализа бассейнов других планет — Марса, Меркурия, Венеры или даже Земли.

Милькович уверена в данных миссии «Грааль»:

«Для того, чтобы проверить расчетно-теоретические работы, мы должны сравнивать и сопоставлять данные с планетарных миссий», - говорит она. - «В будущем нашу работу можно распространить и на другие планетарные тела».

Герцшпрунг — самый большой лунный кратер, его диаметр 591 км, глубина 4,5 км. Он находиться на обратной стороне Луны, поэтому он не виден с Земли.

Герцшпрунг образовался в результате столкновения с крупным космическим телом. Удар был настолько мощным, что на поверхности образовались кольца, две стены, высотой до 1 км. В настоящий момент он сильно поврежден в результате падения на его поверхность более поздних космических объектов. Из-за таких падений на поверхности самого большого лунного кратера образовались более мелкие кратеры. Самые крупные из них это: кратер Майкельсона (диаметр 123 км) расположенный на северо-востоке, кратер Вавилов (диаметр 98 км) в западной части и кратер Лукреция (диаметр 63 км) в юго-восточной части.

Назван самый большой кратер на Луне в честь датского химика и астронома Эйнара Герцшпрунга. Американские космонавты дали кратеру неофициальное название «Гелрут».

На обратной стороне Луны расположено большое количество крупных кратеров: Аполлон (537 км), Королев (437 км), Биркхоф (345 км), Планк (314 км), Менделеев (313 км), и Шредингер (312 км).

На видимой стороне Луны также имеются крупные ударные структуры, однако в результате вулканических извержений, эти кратеры заполнились лавой, которая затвердела и превратилась в темную твердую породу, которую принято называть морями, а не кратерами. На обратной стороне Луны вулканических извержений не происходило, поэтому кратеры остались в первозданном виде.

На Луне существует огромное количество кратеров (около 500 тыс.), которые практически не изменились и даже многие самые древние кратеры остались в первозданном виде. Такое стало возможным из-за отсутствия на Луне воды, атмосферы и серьезных геологических процессов.

Однако самый большой лунный кратер — это бассейн (гигантская впадина) Южный полюс-Эйткен, который имеет диаметр 2500 км и глубину 12 км. Впадина простирается почти на четверть окружности Луны и является самой большой ударной структурой в Солнечной системе. Бассейн был назван в честь его двух противоположных сторон: южного полюса Луны с одной и кратера Эйткен на севере с другой стороны.

Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 1780-х годов. Основных гипотез было две — вулканическая и метеоритная. Согласно постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шрётером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.

Ударный кратер — углубление, появившееся на поверхности космического тела в результате падения другого тела меньшего размера. До 20-х годов XX века против метеоритной гипотезы выдвигали тот факт, что кратеры имеют круглую форму, хотя косых ударов по поверхности должно быть больше чем прямых, а значит при метеоритном происхождении кратеры должны иметь форму эллипса. Однако в 1924 году новозеландский учёный Джиффорд впервые дал качественное описание удара о поверхность планеты метеорита, двигающегося с космической скоростью. Получалось, что при таком ударе большая часть метеорита испаряется вместе с породой на месте удара, и форма кратера не зависит от угла падения. Также в пользу метеоритной гипотезы говорит то, что совпадает зависимость количества лунных кратеров от их диаметра и зависимость количества метеорных тел от их размера. В 1937 году эту теорию привёл к обобщённому научному виду советский студент Кирилл Петрович Станюкович, впоследствии ставший доктором наук и профессором. «Взрывная теория» разрабатывалась им самим и группой учёных с 1947 по 1960 года, а дорабатывалась в дальнейшем и другими исследователями.

Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершенные американскими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы (Марс, Меркурий, Венера) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Дело в том, что открытые вулканические кратеры (например, на Венере) сильно отличаются от лунных, схожих с кратерами на Меркурии, которые, в свою очередь были образованы ударами небесных тел. Поэтому метеоритная теория ныне считается общепринятой.

Но приверженцы вулканической теории происхождения кратеров не сдаются и приводят свои доводы. Траектория движения луны построена так, что луна всегда повернута одной стороной к земле, мы можем наблюдать кратеры различной величины. Образование этих кратеров метеоритами со стороны земли в теории не возможно. Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться.

Но сначала фотография Луны с анонсом и местоположением тех объектов, о которых пойдёт речь с этой статье:

Наверное самый известный кратер на Луне, многие не знают его название, но точно видят его на луне. Его можно "угадать" даже невооружённом взглядом в полнолуние, потому что в полнолуние это ярчайшее пятно на Луне за счёт лучей, исходящих от кратера до 1500 км в длину


Кратер образовался на луне примерно 100 миллионов лет назад, средний диаметр 85 км и максимальна глубина почти 5 км. По Лунным меркам, кратер считается молодым. В приближении 5000 мм, отчётливо прорисовываются ступенчатая структура внутреннего вала на стенах кратера. А так же на отдельные скалы разделяется центральная горка кратера, которая достигает высоты порядка 2 км.

Думаю, что вторым по узнаваемости, является кратер Коперник. Он отчётливо виден, как в полнолуние, так и в другие фазы Луны, когда освещается светом Солнца. Его хорошая видимость обусловлена, тем, что кратер находится посередине океана Бурь, в тёмной вулканической породе, а те выбросы, которые появились в результате столкновения имеют более светлый цвет, за счёт этого он и контрастирует на поверхности Луны.


На мой взгляд, очень интересный кратер. При различных фазах Луны, выглядит совершенно по разному, за счёт игры света и теней. В этот раз он был почти полностью освещён, и кажется немного плоским, но зато тени не скрывают всей его внутренней террасовидной структуры. Возраст оценивается в 800 миллионов лет, глубиной почти 4 км и в диаметре около 96 км. Вокруг Коперника можно наблюдать огромную сеть вторичных мелких кратеров, образованных осколками горных пород в результате взрыва при падении метеорита, создавшего Коперник. Занимательная деталь, заключается в том, что астронавты "Аполлона-12" брали пробы грунта из лучевой структуры этого кратера.

По своей видимой природе очень похож на Коперник, да и расположены они по соседству.


Кратер относительно не большой, в диаметре порядка 30 км и глубиной 2,5 км. Но за счёт тёмного базальтового плато океана Бурь и моря Островов, он сильно выделяется на поверхности Луны своей светлой лучевой системой.

4) Кратер Клавий
Красивейший кратер на Луне. Красив именно из-за своей структуры вторичных кратеров, легко узнаваем, напоминает мне забавное мультяшное лицо.


Находится на южном полюсе Луны, под кратером Тихо. Является очень древним кратером с возрастом порядка 4 миллиардов лет, диаметром 230 км и средней глубиной около 2 км, а максимальной около 5. Два кратера, которые ударили по Луне позже и разбили стены Клавия, называются Портер (верхний) и Резерфорд (нижний). У них почти одинаковые размеры по 50 км в диаметре.
Интересной особенностью Клавия является его дно. Оно достаточно плоское не считая падений более молодых метеоритов. Немного левее от центра кратера расположена "центральная горка", которая почему-то смещенная от центра. Предполагается, что дно кратера формировалось много позже его образования.

Кратер с очень интересным дном, с многочисленными бороздами и разломами


Расположен на северном крае Моря Влажности. Древний разрушенный кратер с диаметром 110 км. и сравнительно небольшой глубиной: 1,5 км. На этом фоне центральная горка выглядит выше стен кратера, хотя на самом деле её высота чуть менее 1400 метров. Структурированное дно кратера обязано своим видом формированию Моря Влажности. В этот период кратер подвергся лавовой коррозии.

Небольшое круглое лунное море с диаметром 420 км.


Возраст оценивается примерно в 4 миллиарда лет. Затоплено заставшей лавой, глубина которой достигает 3 км. Интересными кратерами на южной стороне моря являются кратер Вителло (на фото немного ниже и правее от центра), центральная часть которого напоминает подиум, на котором находится пика кратера. И почти полностью разрушенный кратер Доппельмаейр, с центральной пикой с ровными треугольными сторонами.

Древний кратер, находится чуть левее и выше от кратера Клавий


Диаметр почти 150 км, глубина 4,5 км. По природе напоминает Клавий. Так же смещена центральная горка левее от центра. Предположительно дно кратера формировалось так же после образования самого кратера.

Необычное Лунной образование. Множество гипотез об искусственном происхождении данной стены ходило в интернете.


На самом же деле это тектонический разлом на Луне. В длину стена достигает 120 км. Предположительно высота стены от 200 до 400 метров. Лучше всего стену наблюдать на 8-й или 22-й день возрастания Луны.
Другие объекты на снимке: левее от стены можно видеть трещину в виде червя, длинной около 50 км, имеет закруглённые концы. Трещина образовалась, скорее всего, от лавовых потоков. И крупнейшие кратеры: сверху Арзахель, ниже двойной кратер Фебит и древний кратер внизу фотографии - Пурбах.

9) Борозды Гигина и Ариадеус
Образования загадочного происхождения - длинные борозды на поверхности Луны, а так же цепочки лунных кратеров. Особенно загадочно, когда цепочки лунных кратеров точно совпадают с бороздой, как видно на этой фотографии


Борозда Ариадеус (правая полоса на снимке) в длину достигает 250 км. Является одной их самых известных борозд на видимой части лунной поверхности. Происхождение борозды не известно. Предположительно - результат лавовых потоков.
Борозда Гигина, находится на левой части фотографии. Не менее длинная борозда - 203 км в длину. Интересна тем, что цепочка кратеров точь в точь совпала с направлением самой борозды. По теории вероятности такое событие ничтожно мало, а вернее сказать невозможно. Мало того, что цепочки кратеров являются редким и загадочным явлением (могут образовываться от хвоста комет), так чтобы эта цепочка попала на борозду и поворачивала по направлению точно, как борозда, это действительно не объяснимо на данный момент.

Романтичная гавань на Луне. Жаль, вместо моря засохшая и отвердевшая лава.


Изначально это был огромный ударный кратер диаметром 250 км. Сейчас Юго-восточная часть залива соединена с морем дождей. Края радужного залива образуют мыс Лапласа на севере, высотой 2,5 км и мыс Гераклида на юге, высотой 1,3 км. А валы бывшего кратера называют Юрскими Горами или Горы Юра. Высота этих гор достигает трёх километров. Образование залива соизмеряют с образованием моря дождей, это примерно составляет 3,5-4 миллиарда лет назад. Однако, у берегов залива находится более древняя магма, отличающееся по цвету от основной застывшей магмы моря Дождей, что может говорить о более раннем происхождении залива Радуги. Залив находится на северном полушарии Луны и виден даже невооружённым глазом. В заливе побывал советский Луноход-1 в 1970 году и китайский луноход Чаньэ-3 в 2013 году.

11) Кратер Платон и Альпийская долина
Фотография ещё одного интересного участка поверхности Луны (по клику доступен оригинал 1214 пикселей по ширине)


Данный участок интересен как кратером Платон так и горной сетью лунных Альп.
Кратер Платон с возрастом почти 4 миллиарда лет, диаметром 100 км и глубиной 2 км, имеет очень плоское дно, залитое магмой. Не осталось даже и следа от центральной горки кратера, а его стены подверглись обрушению из-за лавового воздействия. Удивительно, что на дно кратера в более поздние периоды не падали крупные метеориты. В 5000 мм можно различить только несколько мелких кратеров на его площади. От северной стороны кратера можно видеть "борозду Платона", напоминающие извилистое русло реки. Предположительно, метеорит, образовавший кратер упал в горный массив, тем самым полностью разрушив их.
Альпы и Альпийская долина, которые находятся правее Платона образуют лунные горы, разделяющие огромным каньоном. Этот каньон и есть Альпийская долина.
Как предполагают, Альпы образовались в результате падения астероида. Самую высокую гору лунных Альп назвали Монблан, по аналогии с земными Альпами. На Луне высота горы Монблан более трёх километров. А вся горная сеть в длину занимает около 260 км со средней высотой гор 2,5 км. Но главной достопримечательностью Альп, конечно же, является Альпийская долина. Эта долина простирается на 160 км со средней шириной 10 км. Учёные объясняют образование долины как грабен, образовавшийся в результате оседания лунной коры вдоль разлома, который возник при формировании бассейна Моря Дождей, и впоследствии впадина была залита лавой. На дне долины имеется узкая борозда шириной не более 1 км (на фото зафиксировалась, только центральная часть этой борозды), она тянется почти на 140 км.

12) Северный полюс Луны
Северный полюс Луны полностью покрыт кратерами различного диаметра.


Но что интересного в северном полюсе? А то, что специалисты NASA обнаружили в 40 кратерах северного полюса Луны замёрзшую воду, то есть лёд. Образцов пока нет и доказательство существования льда основано на анализах орбитальной станции LRO и российского прибора LEND, а так же станций LCROSS и "Чандраян-1".
Узнаваемыми кратерами на северном полюсе являются Анаксагор и Гольдшмидт. Последний, это древний разрушенный кратер размером 115 км и глубиной 3,5 км. Анаксагор относительно молодой кратер, возрастом 1 миллиард лет, размером 50 км и глубиной в три километра. На фотографии они ниже и левее от центра, узнаваемы тем, что метеорит, образовавший Анаксагор, упал на западную стену Гольдшмидта.

13) Кратер Гершель Дж. и Гарпал
Два хорошо заметных кратера вблизи северного полюса. Находятся над заливом радуги.


Кратер Гершель Дж. (на фото в правой части) почти разрушился и исчез. Его стены уже не такие чёткие как у молодых кратеров. Сегодня глубина кратера составляет всего 900 метров, а диаметр 155 км.
Кратер Гарпал (на фото слева) - молодой ударный кратер. Диаметром 40 км, глубиной 3,5 км. и центральной горкой всего 350 метров.

14) Кратеры Архимед, Автолик и Аристилл
Три известных лунных кратера.


Самый нижний кратер на фотографии это Архимед. Возраст 3,5 миллиарда лет, диаметр 81 км и глубина 1,5 км. Находится в море Дождей. Как и у кратера Платон, его дно наполняет лава, и поэтому является довольно плоским с несколькими мелкими кратерами. Архимед имеет систему борозд, на фотографии видны, как еле заметные линии идущие на север более чем на 150 км.
Средний кратер - Автолик. 40 км в диаметре и 3,5 км в глубину. Возраст оценивается от 1 до 2 миллиардов лет
Верхний кратер - Аристилл. Примерно такого же возраста, как и Автолик, немного пошире, примерно 55 км в диаметре, а глубина чуть поменьше - 3,3 км.
Интересной деталью снимка является система борозд в нижней правой части. Это борозды Хедли, граничащие с горными массивами Апеннин. Борозда имеет длину 116 км и ширину около 1,2 км. с глубиной 300 метров. Предполагается, что борозда образовалась в результате подземных лавовых потоков с последующим обрушением потолка.

На этом всё. В завершении хочу показать, как эти объекты располагаются в полнолуние для большей узнаваемости:


по клику доступен размер побольше. Фотография полнолуния сделана ещё в 2011 году

Очень надеюсь, что теперь вам будет ещё интереснее смотреть на Луну, особенно тёплыми вечерами и ночами. И может быть вы поделитесь с кем-нибудь о том, что сегодня узнали:)

Немного о технической стороне съёмок. Все фотографии получены на зеркально линзовый объектив Celestron SCT 8" c апертурой 203 мм и светосилой F/10. Фокусной расстояние 5000 мм достигалось при помощи телекэтендера Televue Powermate 2,5x. Видеоролики записывались на чёрнобелую камеру VAC-136 в инфракрасном спектре с фильтром Astronomic IR-pass 742.
Обработка осуществлялась в программах:
1) стекинг кадров - AutoStakkert 2. Registax 6
2) доводка резкости (деконволюция и вейвлеты) - AstroImage 3 Pro
3) финальная цветокорреция гистограммы - Photoshop CS
П.С.: почему не одиночные кадры и не "зеркалка" можно почитать

Учёные нашли объяснение, почему кратеры на видимой стороне Луны более глубокие нежели на противоположном полушарии

Учёные, анализируя данные двух космических аппаратов-близнецов миссии NASA «GRAIL» (Gravity Recovery and Interior Laboratory), представили новое виденье того, как происходило формирование особенностей рельефа видимой стороны Луны. Отчёт об ассиметричном распределении лунных ударных кратеров был опубликован на этой неделе в журнале «Science».

По словам главного исследователя «GRAIL» Maria Zuber из Massachusetts Institute of Technology, с незапамятных времён человечество интересовала загадочная природа естественного спутника Земли. Zuber отмечает, что на данный момент, учёным много известно о структуре и особенностях рельефа луны, в частности, астрономам известно, что большие темные пятна, видимые в телескопы, в действительности представлены огромными ударными кратерами, заполненными лавой, которые образовались порядка 4 млрд. лет назад в результате столкновений с астероидами. По словам Maria Zuber, данные космических аппаратов «Эбб» и «Флоу», запущенные NASA в рамках программы «GRAIL», указывают на то, что темная сторона Луны, так же, как и её видимая сторона, «усеяна» огромными ударными кратерами. Внимание учёных привлёк тот факт, что структура и глубина кратеров на темной лунной стороне несколько иная, а это в свою очередь указывает на то, что поверхность луны не одинаково реагировала на столкновения с прочими небесными объектами.

Самая основная загвоздка заключалась в том, что ударные кратеры на видимой стороне по размерам кардинально отличались от ударных кратеров на тёмной стороне Луны. Большинство крупнейших воронок на видимой стороне Луны заполнены потоками лавы, которые скрывают важные подсказки о форме рельефа, которые в свою очередь можно было бы использовать для определения их размеров. Спутники миссии «GRAIL» измерили внутреннюю структуру Луны в беспрецедентных деталях всего за 9 месяцев в 2012 году. Благодаря полученной информации учёные получили возможность максимально подробно рассмотреть ударные кратеры Луны и сопоставить их размеры и глубину.

Карты толщины коры, составленные на основании данных зондов-близнецов, показали, что на видимой стороне Луны находится больше крупных ударных кратеров, нежели на противоположной - не освещаемой Солнцем стороне. Как такое могло произойти, если оба полушария в равной степени подвержены вероятности столкновения? Это объясняется тем, что мантия и другие породы Луны в далеком прошлом были значительно горячее на полушарии, обращённом к нашей планете, нежели на тёмной стороне Луны.

Учёным уже давно подозревали, что температура видимого полушария Луны была выше нежели противоположной стороны. К этому выводу они пришли судя по наличию на поверхности видимой стороны Луны урана и тория, входящего в магматические породы и специфическому минеральному составу.

Как объясняет Katarina Miljkovic из Institut de Physique du Globe de Paris. Который является соавтором опубликованной статьи, моделирование столкновений указывает на то, что даже незначительное повышение температуры коры и мантии привело бы к увеличению глубины ударного кратера примерно в два раза, по сравнению с аналогичным «соударением» с холодной темной стороной спутника.

Именно различие температур пород и поверхности Луны в далёком прошлом объясняет, почему ударные кратеры на видимой стороне Луны аномально глубокие.

Новое исследование, основанное на данных «GRAIL» также помогает пересмотреть интенсивность последней астероидной «бомбардировки», которую пережили планеты Солнечной системы порядка 4 млрд лет назад.