Den kraftige tyngdekraft fra Jorden trak månen i dens mærkelige form for længe siden, kort efter at begge legemer blev dannet, viser en ny undersøgelse.

Tidalkræfter, der blev udøvet i solsystemets tidlige dage, kan forklare det meste af månens topografi i stor skala, herunder dens lette citronform, rapporterer undersøgelsen, som blev offentliggjort online i dag (30. juli) i tidsskriftet Nature.

De nye resultater kan hjælpe forskerne med at løse langvarige månemysterier, såsom hvorfor månens nære side er domineret af mørke vulkanske aflejringer, mens den fjerne side ikke er det, siger forskerne.

“Hvad er oprindelsen til denne asymmetri?” sagde Ian Garrick-Bethell fra University of California, Santa Cruz, som er hovedforfatter på undersøgelsen. “Hvis vi arbejder på problemet med månens form, kan det give os indsigt i den slags grundlæggende geologiske problemer”, sagde han til Space.com.

En ung, smeltet måne

Forskerne mener, at månen er dannet af vragrester, der blev sprængt ud i rummet, da et mystisk legeme på størrelse med en planet ramte den unge Jord for ca. 4,5 milliarder år siden. Månen blev født varm, og den kom til at eksistere ret tæt på vores hjemplanet. (Månen har langsomt bevæget sig væk i en spiral lige siden.)

Den nyfødte måne var således forberedt til at blive formet af Jordens tyngdekraft, og det er præcis, hvad der skete, siger forskerne.

Forskere har i mere end et århundrede hævdet, at tidevandskræfter hjalp med at forme den smeltede måne og forårsagede buler, der frøs på plads, da Jordens naturlige satellit afkøledes og størknede. Men den nye undersøgelse giver en langt mere detaljeret forståelse af, hvordan dette sandsynligvis er sket.

Garrick-Bethell og hans hold har studeret topografiske data indsamlet af NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter og oplysninger om månens tyngdefelt indsamlet af agenturets tvillingerumsfartøj GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory). Selv om forskerne tog et globalt overblik over månen, fokuserede de på områder uden for kroppens største nedslagskratere, hvilket kan komplicere sådanne analyser.

Dataene tyder stærkt på, at tidevandseffekter er en vigtig formgiver af månen, siger forskerne. For eksempel trak tidevandskræfterne på månens skorpe og strækkede den ud og varmede den op nogle steder. Denne proces udtyndede skorpen ved månens poler og gjorde den tykkere i de områder, der lå på linje med Jorden, hvilket bidrog til at forme månen til en citron med to små buler (en på den side, der vender ud mod vores planet, og en på den side, der ligger lige overfor).

Sådan tidevandsopvarmning kunne kun have fundet sted, da månens skorpe flød på et hav af smeltet sten, stort set afkoblet fra resten af kroppen, sagde Garrick-Bethell.

“Det skete for længe siden, da månen ikke var helt fast,” sagde han. “Det var i de første 100 til 200 millioner år af månens termiske udvikling.”

Også mere direkte tidevandsdeformationer, som Garrick-Bethell sammenlignede med at presse en citron med hænderne, og rotationskræfter, som får roterende legemer som månen til at flade ud ved polerne og bule ud nær ækvator, bidrog til månens overordnede form.

Når månen afkøledes, blev de ændringer, som alle disse processer havde forårsaget, frosset fast på plads.

Det er interessant, at månens lange akse ikke peger direkte mod Jorden, som den sandsynligvis gjorde for længe siden; i stedet er den forskudt omkring 30 grader. Dette er sandsynligvis sket, da vulkansk aktivitet, nedslagskrater og andre begivenheder gjorde månens indre til et meget mindre homogent sted, siger forskerne.

“Der er dannet interne tæthedsanomalier, og de har på en måde skævt månen,” siger Garrick-Bethell. “På et tidspunkt i månens historie har du disse begivenheder, der har fundet sted, som forårsagede disse tæthedsanomalier og forskød tæthedsaksen væk fra formaksen.”

Forståelse af andre måner og planeter

De nye resultater kan have anvendelser uden for månen og potentielt hjælpe forskerne til bedre at forstå ethvert himmellegeme, der er stærkt påvirket af tidevandskræfter, sagde Garrick-Bethell.

“Denne idé blev inspireret af Europa,” sagde han og henviste til Jupiters enorme måne. Europa ligner i dag Jordens måne for længe siden, tilføjede han, idet den rummer en fast skal (af is i Europas tilfælde i stedet for sten), der sidder oven på et havlag (som består af flydende vand i stedet for magma).

Undersøgelsen kunne endda give indsigt i udviklingen af fjerne fremmede planeter, sagde Garrick-Bethell.

“Tidevand er så allestedsnærværende; de er overalt i galaksen,” sagde han. “Så det er altid vigtigt at forstå tidevandsprocesser.”

Følg Mike Wall på Twitter @michaeldwall og Google+. Følg os på @Spacedotcom, Facebook eller Google+. Oprindeligt offentliggjort på Space.com.