Egy új tanulmány szerint a Föld erős gravitációja rángatta a Holdat a furcsa gömb alakjába régen, nem sokkal a két égitest kialakulása után.

A Naprendszer korai időszakában kifejtett árapályerők magyarázzák a Hold nagy kiterjedésű domborzatának nagy részét, beleértve az enyhe citrom alakját, írja a Nature című folyóiratban ma (július 30-án) online megjelent tanulmány.

Az új eredmények segíthetnek a tudósoknak a régóta fennálló holdi rejtélyek megoldásában, például abban, hogy a Hold közeli oldalát miért uralják a sötét vulkanikus lerakódások, míg a túloldalt nem, mondták a kutatók.

“Mi ennek az aszimmetriának az eredete?” – mondta a tanulmány vezető szerzője, Ian Garrick-Bethell, a Santa Cruz-i Kaliforniai Egyetem munkatársa. “A Hold alakjával kapcsolatos probléma megfejtése betekintést adhat az ilyen alapvető geológiai problémákba” – mondta a Space.com-nak.

Egy fiatal, olvadt hold

A tudósok szerint a Hold az űrbe lőtt törmelékből keletkezett, amikor egy titokzatos bolygó méretű test becsapódott a fiatal Földbe körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt. A hold forrón született, és egészen közel jött létre szülőbolygónkhoz. (A hold azóta is lassan spirálisan távolodik.)

Az újszülött hold így felkészült arra, hogy a Föld gravitációja megformálja, és a kutatók szerint pontosan ez történt.

A tudósok már több mint egy évszázada feltételezik, hogy az árapályerők segítettek formálni az olvadt holdat, dudorokat okozva, amelyek a helyükre fagyottak, amikor a Föld természetes műholdja lehűlt és megszilárdult. Az új tanulmány azonban sokkal részletesebb képet ad arról, hogy ez valószínűleg hogyan történt.

Garrick-Bethell és csapata a NASA Lunar Reconnaissance Orbiter által gyűjtött topográfiai adatokat és a Hold gravitációs mezejéről az ügynökség GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) iker űrszondája által gyűjtött információkat tanulmányozta. Bár a kutatók globális képet készítettek a Holdról, az égitest legnagyobb becsapódási kráterein kívüli területekre összpontosítottak, ami megnehezítheti az ilyen elemzések elvégzését.

A kutatók szerint az adatok erősen utalnak az árapályhatásokra, mint a Hold kulcsfontosságú alakítójára. Az árapály-erők például húzták a holdkéreget, megnyújtva és helyenként felmelegítve azt. Ez a folyamat elvékonyította a kérget a holdi pólusoknál, és megvastagította a Föld felé eső területeken, így a Hold két kis dudorral (egy a bolygónk felé eső oldalon, egy pedig a közvetlenül szemközti oldalon) rendelkező citrom alakúvá alakult.

Ez az árapály-fűtés csak akkor következhetett be, amikor a holdkéreg egy olvadt kőzettengeren úszott, nagyrészt elszakadva az égitest többi részétől – mondta Garrick-Bethell.

“Ez nagyon régen történt, amikor a hold még nem volt teljesen szilárd” – mondta. “Ez a holdi hőfejlődés első 100-200 millió évében történt.”

A Hold általános alakjához hozzájárultak az egyszerűbb árapály-deformációk is, amelyeket Garrick-Bethell a citrom kézzel való összenyomásához hasonlított, valamint a forgási erők, amelyek miatt a holdhoz hasonló forgó testek a pólusoknál ellapulnak, az egyenlítő közelében pedig kidudorodnak.

Amikor a Hold lehűlt, mindezen folyamatok által okozott változások a helyükre fagyottak.

Érdekes, hogy a Hold hosszú tengelye nem közvetlenül a Föld felé mutat, mint régen, hanem mintegy 30 fokkal eltolódott. Ez valószínűleg akkor történt, amikor a vulkáni tevékenység, a becsapódási kráterek és más események miatt a Hold belseje sokkal kevésbé homogén hely lett, mondták a kutatók.

“Belső sűrűségi anomáliák alakultak ki, és ezek egyfajta ferdeséget okoztak a Holdnak” – mondta Garrick-Bethell. “A holdtörténelem egy bizonyos pontján történtek ezek az események, amelyek ezeket a sűrűséganomáliákat okozták, és eltolták a sűrűségtengelyt az alaktengelytől.”

Más holdak és bolygók megértése

Az új eredmények a Holdon túl is alkalmazhatók, és segíthetnek a kutatóknak jobban megérteni minden olyan égitestet, amelyre erősen hatnak az árapályerők, mondta Garrick-Bethell.

“Ezt az ötletet az Europa ihlette” – mondta, utalva a Jupiter hatalmas holdjára. Hozzátette, hogy az Europa ma hasonlít a Föld régmúltbeli holdjához, mivel egy szilárd héj (az Europa esetében nem kőzet, hanem jég) található rajta, amely egy óceáni réteg tetején ül (amely nem magmából, hanem folyékony vízből áll).

A tanulmány még a távoli idegen bolygók fejlődéséről is felismeréseket nyújthat, mondta Garrick-Bethell.

“Az árapályok mindenütt jelen vannak, mindenhol ott vannak a galaxisban” – mondta. “Ezért az árapály-folyamatok megértése mindig fontos.”

Kövesse Mike Wallt a Twitteren @michaeldwall és a Google+-on. Kövessen minket @Spacedotcom, Facebook vagy Google+. Eredetileg a Space.com-on jelent meg.