科学家们对创造月球最大和最古老已知撞击陨石坑的戏剧性事件有了新的洞见，这一发现可能有助于未来的阿尔忒弥斯宇航员调查一些月球最深的秘密。这些发现来自两项伴随研究，部分由来自NASA太阳系探索研究虚拟研究所的西南研究所（SwRI）团队的研究人员主导。这些研究共同揭示了巨大南极-艾肯（SPA）盆地是如何形成的，以及今天哪里可能存在有价值的月球物质。探索月球最大的撞击盆地南极-艾肯（SPA）盆地位于月球的远端，排在太阳系中保存最古老的结构之一。由于其巨大的规模和年龄，科学家们将其视为月球早期历史的独特记录。盆地附近的地区也正被考虑作为未来NASA阿尔忒弥斯任务的目标，靠近月球南极。“这个盆地为科学家们提供了一个研究月球早期历史的罕见机会，”科罗拉多州博尔德市CLOE的主任和SwRI科学董事的执行主任威廉·博特克博士说。他是这些研究的共同作者。“碰撞以如此强大的力量撞击月球表面，可能挖掘了月球内部深处的物质，包括部分月球地幔。”为了更好地理解发生了什么，研究人员使用先进的计算机模拟重现了产生SPA盆地的古代冲击。结果显示，一个来自北方的物体在低角度向南行进，然后撞击月球。根据这些模拟，这次低角度的碰撞解释了盆地独特的细长锥形结构。“我们的模拟产生了正确的形状和撞击盆地的特征。这也告诉我们创造它的投射物和撞击方向，”普渡大学的主导SPA冲击研究的作者若田繁博士说。分异冲击物的证据建模表明，导致这次冲击的物体不是一个简单的岩石块。相反，它很可能是一个具有铁核心的分异体，周围是岩石物质，类似于一个小原行星或一个分异小行星。当这个物体与月球碰撞时，它在盆地中央挖掘了一个深而不均匀的空腔，同时产生了强烈的热量，融化了盆地中心的岩石。冲击还大量喷发了来自月球地壳和地幔的物质到太空中。其中大部分物质最终落回并积聚在盆地内。在第二项研究中，科学家们专注于这些喷发物质如何在盆地下方和周围分布。通过高分辨率的重力测量以及考虑地壳和地幔物质的模型，团队发现证据表明SPA盆地可能包含大量来自月球地幔的岩石。分析建议，源自地幔的物质在盆地内部和周围的喷发物质 blankets 中是混合的。盆地内部后来的碰撞可能深入这些埋藏的沉积物，并将其中一些暴露在表面，可能使它们易于机器人任务和未来的宇航员访问。“地幔物质的精确分布一直是一个大未知，”亚利桑那大学重力基础研究的首席作者加布里埃尔·高曼博士说。“我们的模型表明，SPA冲击喷发了足够的深层物质来形成一个显著的沉积，今天应该仍然是可接近的。最重要的是，这些物质的一些微量可能存在于考虑作为阿尔忒弥斯着陆点的区域。”未来月球探索的新目标。之前的想法认为，冲击挖掘的最深物质可能集中在盆地远离目标探索的月球南极地区的部分区域。然而，新的模拟和重力分析描绘了不同的画面。研究人员发现，含有地幔物质的沉积可能分布在月球南极的各个地方，包括未来的阿尔忒弥斯宇航员可能访问并亲自研究的区域。“冲击和重力建模的结合为我们提供了一个强大的路线图，”博特克说。“它不仅告诉我们SPA是如何形成的，而且告诉我们在哪里寻找能解答我们对月球起源和演化的一些重大问题的岩石。”研究“一个向南的分化冲击物形成月球南极-艾肯撞击盆地的锥形形状”已在《科学进展》上发表。伴随论文《南极-艾肯盆地喷发物质中的月球地幔物质的重力制图》已在《地球物理研究杂志：行星》上发表。