الفلك

لماذا يكون جانب القمر الذي يواجه الأرض مظلمًا مثل الجانب البعيد من القمر؟

لماذا يكون جانب القمر الذي يواجه الأرض مظلمًا مثل الجانب البعيد من القمر؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

اقترح أحدهم أن جانب القمر الذي يواجه الأرض دائمًا هو مظلم مثل الجانب الآخر من القمر ، ولكن هل هذا هو الحال حقًا؟ ألا يجعل لمعان الأرض الجانب المواجه للأرض من القمر أكثر إشراقًا بشكل عام؟ أم أن غياب الغلاف الجوي للقمر يلغي أي مكسب محتمل من لمعان الأرض؟


اقترح أحدهم أن جانب القمر الذي يواجه الأرض دائمًا هو مظلم مثل الجانب الآخر من القمر ، ولكن هل هذا هو الحال حقًا؟

ليس هذا هو الحال.

سألقي نظرة على طولين موجيين مختلفين: المرئي والراديو.

  • مرئي
    إن القيام بعلم الفلك من سطح الأرض عندما يكون القمر ممتلئًا هو أصعب بكثير من القيام بعلم الفلك من على سطح الأرض عندما يكون القمر جديدًا. في حين أن الكثير من هذه الصعوبة تنشأ بسبب الغلاف الجوي للأرض ، فإن بعضها هو نتيجة مباشرة لوجود جسم كبير ومضاء جيدًا وله نفس الحجم الزاوي مثل الشمس. الأرض الكاملة كما تُرى من القمر ، في المتوسط ​​، أكثر سطوعًا بمقدار 40 مرة من البدر كما يُرى من الأرض. إن قراءة صحيفة على سطح القمر ليلاً تحت الأرض المكتملة ستكون بمثابة قطعة من الكعكة مقارنة بقراءة صحيفة على الأرض ليلاً تحت اكتمال القمر.

  • راديو (ومايكرويف)
    هذه هي الأطوال الموجية التي يضيء فيها المرصد الموجود على الجانب البعيد من القمر حقًا. تشع الأرض كميات كبيرة من الإشعاع الكهرومغناطيسي في موجات الراديو والميكروويف. هناك عدد قليل من الأماكن على الأرض حيث يُحظر تمامًا استخدام أبراج الراديو وأبراج الميكروويف ، مثل المنطقة المحيطة بمرصد مورشيسون للفلك الراديوي في أستراليا ، والمنطقة المحيطة بمرصد إيتابيتينج الراديوي في البرازيل ، والمنطقة المحيطة بعلم الفلك الراديوي الوطني مرصد (جرين بانكس ، فيرجينيا الغربية) في الولايات المتحدة. لا تزال هذه المناطق الهادئة الراديوية المرتبطة بالأرض تعاني من إشعاع الراديو والميكروويف المنعكس من الغلاف الجوي والإشعاعات الصادرة عن الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.
    ستكون التلسكوبات الراديوية الموجودة على الجانب البعيد من القمر محمية من الكميات الكبيرة من الإشعاع الكهرومغناطيسي في تلك الأطوال الموجية المنبعثة من الأرض ، وربما حتى من الإشعاع الكهرومغناطيسي في تلك الأطوال الموجية المنبعثة من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض. علاوة على ذلك ، لن يعيق الغلاف الجوي للأرض التلسكوبات الراديوية الموجودة على الجانب الآخر من القمر. تنتهي شفافية الغلاف الجوي للأرض عند الأطوال الموجية الراديوية في الأطوال الموجية الطويلة جدًا التي ستكون مفيدة في دراسة الكون المبكر ، وتنتهي عند الميكروويف العلوي الذي سيكون مفيدًا في دراسة سحب الغاز الجزيئي.


يُطلق على الجانب البعيد من القمر أحيانًا اسم "الجانب المظلم من القمر" ، غالبًا لأننا لا نستطيع رؤيته من الأرض. بصرف النظر عن الاهتزاز الجزئي ، لا نرى أبدًا معظم الجانب البعيد من القمر من الأرض ، يمكننا أن نرى حوالي 59٪ منه وهو يتذبذب قليلاً بينما يدور حول مدار إهليلجي إلى حد ما.

من الأكثر دقة أن نقول "الجانب البعيد من القمر" بدلاً من الجانب المظلم ، وفي الواقع يكون الجانب القريب أو جانب الأرض أغمق لأنه يحتوي على عدد أكبر من maria (يتم تهجئته مثل الاسم ، ويتم نطقه بشكل مختلف). يكون الجانب القريب أغمق في المتوسط ​​، والجانب البعيد به حفر أكثر وقشرة أكثر سمكًا. والسبب في ذلك هو أن جانب الأرض من القمر ربما يبرد ببطء أكثر ، ويدفأ بفعل حرارة الأرض التي كانت أيضًا شديدة الحرارة بعد الاصطدام العملاق ، واستغرق الأمر وقتًا أطول ليبرد. تم تبريد الجانب البعيد بسرعة أكبر ونتيجة لذلك احتفظ بمزيد من الحفر.

المقال لمزيد من التفاصيل.


بالإضافة إلى إجابة user-LTK الجيدة جدًا ، فمن الصحيح أيضًا أن الفرس التي نراها على الجانب القريب غائبة إلى حد كبير في الجانب البعيد. التدفقات البازلتية للفرس أغمق من الثرى في المناطق الأخرى ، مما يساهم في زيادة البياض والسطوع على الجانب البعيد.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_mare


إجابة مختصرة: نعم ولا.

إجابة طويلة: السؤال غامض بعض الشيء.

ماذا تقصد بالظلام والنور؟ هل تعني ذلك:

  1. المادة القمرية أفتح أو أغمق على جانب واحد من القمر ، أو

  2. سطح القمر مضاء بمزيد من الضوء على جانب واحد من القمر؟

الجزء الأول: لون المادة السطحية القمرية على جانبي القمر.

جانب القمر الذي يواجه الأرض يحتوي على عدد أكبر بكثير من ماريا من الجانب البعيد. تلك المارياس مليئة بالصخور التي هي أغمق بكثير من الصخور في المرتفعات القمرية. يمكن للأشخاص الذين يتمتعون بصر جيد رؤية المناطق المظلمة على الجانب القريب بدون تلسكوبات.

لذلك ، في المتوسط ​​، تكون المادة السطحية الموجودة على الجانب القريب من القمر أغمق وأقل انعكاسًا من مادة السطح الموجودة على الجانب الآخر من القمر.

الجزء الثاني: مستويات الإضاءة على جانبي القمر.

يتلقى وجهي القمر نفس القدر تقريبًا من الإضاءة من الشمس.

لكن الجانب القريب من القمر الذي يواجه الأرض في بعض الأحيان تحجبه الأرض. يحدث خسوفان إلى خمسة خسوفين للقمر كل سنة على الأرض. وفي كل مرة ، يكون الجانب القريب من القمر في ظل الأرض جزئيًا أو كليًا ويتم قطع ضوء الشمس جزئيًا أو كليًا عن الجانب القريب من القمر لمدة تصل إلى ساعتين تقريبًا.

لكن خسوف القمر يجعل الليل على الأرض أكثر قتامة أيضًا ، حيث يعكس القمر في الخسوف ضوءًا أقل بكثير على الأرض. وعمومًا ، يكون طول الوقت الذي يضيء فيه القمر الأرض عدة مرات عندما يكون القمر في حالة خسوف ولا يضيء الأرض ، وبالتالي فإن القمر يقدم مساهمة إيجابية كاملة في إضاءة الأرض.

وبالمثل ، فإن الأرض تقدم مساهمة إيجابية كاملة في إضاءة القمر. نظرًا لأن الأرض تظهر أكبر في سماء القمر من ظهور القمر في سماء الأرض ، فإن الأرض في مرحلة معينة تضيء القمر أكثر بكثير من القمر في نفس المرحلة ينير الأرض.

وعمومًا ، يبلغ طول الفترة الزمنية التي تضيء فيها الأرض القمر عدة مرات عندما تكون الأرض في خسوف للشمس ولا تضيء القمر ، وبالتالي فإن الأرض تقدم مساهمة إيجابية كاملة في إضاءة القمر.

أثناء دوران الأرض ، يضيء القمر خطوط طول مختلفة للأرض. لكن دوران القمر مقفل تدريجيًا ، لذلك دائمًا ما يواجه جانب واحد الأرض. وبالتالي فإن الجانب القريب من القمر هو الجانب الوحيد الذي يتلقى إضاءة إضافية من سطوع الأرض ، وبالتالي يتلقى إضاءة أكثر من الجانب البعيد.

لذا فإن الجانب القريب من القمر يكون أغمق بمعنى أنه مصنوع من مواد أغمق في المتوسط ​​، كما أن الجانب القريب من القمر أفتح أيضًا بمعنى أنه يتلقى المزيد من الإضاءة الكلية بسبب استقباله لمعان الأرض.


لم يتم تصنيف الجانب المظلم من القمر بأنه مظلم بسبب الإضاءة السيئة. يتعرض كل القمر لضوء الشمس. من ناحية أخرى ، يدور القمر بمثل هذا المعدل ، حيث تتعرض اللفافة دائمًا لمنظر من الأرض. وبالتالي ، كونه متزامنًا مع ثورته ، فإنه لا يظهر أبدًا "الجانب المظلم" لخط البصر


الجانب المظلم من القمر دائمًا أسطورة مظلمة

& # 8220Dark Side & # 8221 للقمر ليس مظلمًا في الواقع. كل شهر ، تحصل على أسبوعين من ضوء الشمس وأسبوعين من الظلام ، تمامًا مثل باقي القمر. ومع ذلك ، نظرًا لتأثير الجاذبية الأرضية على دوران القمر ، يدور القمر حول الأرض في نفس الوقت الذي يستغرقه للدوران حول محوره. نتيجة لذلك ، فإن الجانب المظلم (أو الجانب البعيد) هو نصف الكرة الأرضية للقمر الذي لن يكون مرئيًا للأرض أبدًا.

حقيقة: الجانب البعيد من القمر غير مرئي & # 8217t من الأرض ، لكن هذا لا يعني & # 8217t أنه & # 8217s دائمًا & # 8220dark & ​​# 8221. يحصل على نفس القدر من ضوء الشمس مثل الجانب الآخر.


حل الجانب البعيد من لغز القمر

صورة مركبة للجانب البعيد للقمر & # 8211 الجانب الذي يواجه دائمًا بعيدًا عن الأرض & # 8211 التي التقطتها مركبة الاستطلاع المدارية القمرية في يونيو 2009. لاحظ عدم وجود مناطق مظلمة كبيرة. الصورة عبر وكالة ناسا صورة مركبة للقرب من القمر تم التقاطها بواسطة مركبة الاستطلاع المدارية القمرية في يونيو 2009. لاحظ وجود مناطق مظلمة & # 8211 تسمى ماريا من قبل علماء الفلك & # 8211 على هذا الجانب من القمر. الصورة عبر وكالة ناسا

الظلام ماريا أو البحار & # 8211 مساحات كبيرة مسطحة من البازلت على القمر & # 8217s بالقرب من الجانب & # 8211 يشار إليها أحيانًا باسم رجل في القمر. لا توجد مثل هذه الميزات على الجانب البعيد من القمر. لماذا توجد ماريا مظلمة على القمر بالقرب من القمر ، ولكن ليست بعيدة؟ يعتقد علماء الفيزياء الفلكية في ولاية بنسلفانيا أن لديهم الإجابة. وهم يعتقدون أن غياب ماريا ، الذي يرجع إلى اختلاف سمك القشرة الأرضية بين الجانب القريب من القمر والجانب البعيد ، هو نتيجة لكيفية تشكل القمر في الأصل. أبلغ الباحثون عن نتائجهم في 9 يونيو رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

قال جيسون رايت ، الأستاذ المساعد للفيزياء الفلكية في ولاية بنسلفانيا:

أتذكر المرة الأولى التي رأيت فيها كرة على سطح القمر عندما كنت صبيا ، وقد أدهشني مدى اختلاف مظهر الجانب البعيد. كانت كل الجبال والحفر. اين كانت ماريا؟ اتضح أنه & # 8217s كان لغزا منذ الخمسينيات.

هذا اللغز & # 8211 يسمى مشكلة المرتفعات الفارسية على سطح القمر بواسطة علماء الفلك & # 8211 يعود تاريخه إلى عام 1959 ، عندما نقلت المركبة الفضائية السوفيتية لونا 3 الصور الأولى للجانب المظلم من القمر إلى الأرض. لاحظ الباحثون على الفور أن عدد ماريا أقل على جزء القمر الذي يواجه دائمًا بعيدًا عن الأرض.

نظر علماء الفلك في ولاية بنسلفانيا إلى تكوين القمر بحثًا عن أفكارهم حول سبب وجود ماريا في أحد جانبي القمر ، والآخر لا يمثل & # 8217t. الإجماع العام على أصل القمر # 8217 هو أنه ربما تشكل بعد فترة وجيزة من الأرض وكان نتيجة لجسم بحجم المريخ ضرب الأرض بنظرة خاطفة ، ولكن تأثير مدمر. هذا فرضية التأثير العملاق يشير إلى أن الطبقات الخارجية للأرض والجسم قد تم قذفهما إلى الفضاء وشكلت القمر في النهاية.

قال الباحثون بعد وقت قصير من الاصطدام العملاق ، كانت الأرض والقمر حارين للغاية. لم يذوب جسم الأرض والاصطدام أجزاء منهما تبخرت فقط ، مما أدى إلى تكوين قرص من الصخور والصهارة والبخار حول الأرض.

قال رايت إن الهندسة كانت مشابهة للكواكب الخارجية الصخرية التي اكتُشفت مؤخرًا بالقرب من نجومها. كان القمر أقرب بمقدار 10 إلى 20 مرة من الأرض مما هو عليه الآن ، ووجد الباحثون أنه سرعان ما افترض موقعًا مغلقًا للمد والوقت مع وقت دوران القمر يساوي الفترة المدارية للقمر حول الأرض. ربما كانت نفس العقارات على القمر تواجه الأرض دائمًا منذ ذلك الحين. قفل المد والجزر هو نتاج جاذبية كلا الجسمين.

القمر ، كونه أصغر بكثير من الأرض ، تبرد بسرعة أكبر. نظرًا لأن الأرض والقمر كانا مغلقين تدريجيًا منذ البداية ، فإن الأرض التي لا تزال ساخنة & # 8211 أكثر من 2500 درجة مئوية & # 8211 تشع باتجاه الجانب القريب من القمر. تم تبريد الجانب البعيد ، بعيدًا عن الأرض المغلية ، ببطء ، بينما ظل الجانب المواجه للأرض منصهرًا مما أدى إلى حدوث تدرج في درجة الحرارة بين النصفين.

كان هذا التدرج مهمًا لتشكيل القشرة على القمر. تحتوي قشرة القمر # 8217 على تركيزات عالية من الألمنيوم والكالسيوم ، وهي عناصر يصعب تبخيرها.

كان من الممكن أن يتكثف الألمنيوم والكالسيوم بشكل تفضيلي في الغلاف الجوي للجانب البارد من القمر لأن الجانب القريب كان لا يزال شديد الحرارة. بعد آلاف السنين ، اجتمعت هذه العناصر مع السيليكات في عباءة القمر لتشكيل الفلسبار بلاجيوجلاز ، والتي انتقلت في النهاية إلى السطح وشكلت قشرة القمر # 8217. تحتوي القشرة الفارسية على المزيد من هذه المعادن وهي أكثر سمكًا.

لقد برد القمر تمامًا الآن ولم يذوب تحت السطح. في وقت سابق من تاريخها ، اصطدمت نيازك كبيرة بالجانب القريب من القمر واخترقت القشرة ، وأطلقت البحيرات الشاسعة من الحمم البازلتية التي شكلت ماريا القريبة التي تشكل الخاصية المميزة. رجل في القمر الميزات.

في هذه الأثناء ، عندما ضربت النيازك الجانب البعيد من القمر ، كانت القشرة سميكة جدًا في معظم الحالات ولم تتجمع البازلت الصخري ، مما أدى إلى ظهور الجانب المظلم من القمر مع الوديان والفوهات والمرتفعات ، ولكن تقريبًا لا توجد ماريا.


يوجد & # x27 وجه مظلم & # x27 للقمر ، لكن من المحتمل أنك تستخدم المصطلح بشكل غير صحيح طوال الوقت

ومع ذلك ، فإن العبارة تستخدم دائمًا بشكل غير صحيح.

عندما يقول الناس "الجانب المظلم" للقمر ، فإنهم غالبًا ما يشيرون إلى ما يسمى تقنيًا "الجانب البعيد" - حيث هبطت الصين للتو مركبة الفضاء Chang'e 4 لأول مرة في التاريخ. يطلق العلماء على وجه القمر الذي نراه دائمًا "الجانب القريب".

يرجع السبب في وجود الجانب البعيد إلى الفيزياء المعقدة التي تسمى قفل المد والجزر ، ويعود أصل كيف علقت لونا إلى تكوين نظام القمر والأرض.

اليوم ، النتيجة النهائية هي أن القمر يدور عكس اتجاه عقارب الساعة على محوره ، والقمر أيضًا يدور حول الأرض بطريقة عكس اتجاه عقارب الساعة ، وهو يقوم بذلك بشكل متزامن تمامًا تقريبًا.

في المتوسط ​​، وفقًا لـ Wolfram Alpha (محرك بحث حسابي أو "معرفة" للمهووسين) ووكالة ناسا ، يستغرق دوران القمر الواحد 27 يومًا و 7 ساعات و 43 دقيقة و 40 ثانية. هذا هو بالضبط نفس الوقت الذي يستغرقه القمر للدوران حول كوكبنا. إذا لم يدور القمر حول محوره ، فسنرى الجانب البعيد الكامل مرة كل 30 يومًا تقريبًا.

هذا لا يعني أنه لا يوجد شيء اسمه الجانب المظلم للقمر ، على الرغم من أنه عليك قبول أنه يتحرك دائمًا.

يتضح أن متوسط ​​طول الشهر يستمر 29 يومًا و 12 ساعة و 44 دقيقة و 2.8 ثانية لكل ولفرام ألفا. هذه الفترة الزمنية أطول ببضعة أيام من اليوم الفلكي للقمر ، أو الوقت الذي يستغرقه الدوران مرة واحدة ، لأن نظام القمر والأرض يدور حول الشمس.

هذه الرقصة السماوية وزاوية ضوء الشمس تجعل متوسط ​​الليل القمري يستمر لمدة 14 يومًا و 18 ساعة و 22 دقيقة وثانية واحدة في أي نقطة معينة على القمر.

باختصار: الجانب المظلم للقمر هو النصف الذي لا تضيئه الشمس ، وهذه البقعة المظلمة تزحف باستمرار حول العالم ، تمامًا كما يحدث على الأرض. باستثناء أنه بدلاً من أن تستغرق حوالي 24 ساعة لإكمال دورة واحدة ، فإن المرحلة المظلمة تستغرق حوالي 30 يومًا.

إذا كان من الصعب تخيل ذلك ، فإن استوديو التصور العلمي التابع لناسا قد قام بتغطيتك. إليك الرسوم المتحركة السريعة للوكالة لشهر واحد كما تُرى من الجانب البعيد للقمر:

نرى قمرًا جديدًا عندما يواجه الجانب المظلم الأرض ، والقمر عندما يغطي الجانب المظلم الجانب البعيد. لذلك إذا كنت تريد أن تصرخ "الصين في الجانب المظلم من القمر!" في سماء الليل وكن محقًا تمامًا ، سيتعين عليك الانتظار حتى 21 يناير في تمام الساعة 12:16 صباحًا بالتوقيت الشرقي - اللحظة التي يبلغ فيها القمر الكامل التالي ذروته.

يصادف أن يكون الحدث أيضًا ما يسمى "قمر الذئب الدموي الخارق" ، لذا تأكد من وضع علامة على التقويم الخاص بك لرؤيته.


لماذا لا يواجه سوى جانب واحد من القمر الأرض؟

دائمًا ما يواجه جانب واحد من القمر الأرض لأن فترة دوران القمر هي نفس الفترة التي يستغرقها القمر للدوران حول الأرض. وهذا ما يسمى قفل المد والجزر. يوضح هذا العرض التوضيحي على ويكيبيديا كيف يحدث ذلك بشكل رائع:

نعم ، هناك قوة تمسك بالأرض والقمر في هذا التكوين ، وهي ببساطة قوة الجاذبية بين الأرض والقمر.

نحن نعلم أن المد والجزر هنا على الأرض ناتج عن جر القمر. في الاتجاه المعاكس ، تقوم الأرض أيضًا بسحب القمر بجاذبيته ، مما يؤدي إلى ظهور انتفاخات على جانبي القمر. إذا لم يدور القمر ويدور في نفس الفترة ، فلن تشير الانتفاخات بعد الآن مباشرة إلى الأرض أو عكسها. ستصبح قوة الجاذبية على الانتفاخات غير متساوية بعد ذلك وتخلق عزمًا لتدوير نفس الجانب من القمر إلى الأرض. المرحلة "المغلقة" هي أكثر أشكال الهندسة استقرارًا لنظام الأرض والقمر. تمامًا مثل دحرجة الكرة في الوادي ، حتى الكرة تبدأ في التواجد على تل ، سيتم جرها إلى قاع الوادي في النهاية عن طريق الجاذبية.

هذا النوع من قفل المد والجزر ليس نادرًا في النظام الشمسي. على سبيل المثال ، كوكب بلوتو وقمره شارون محبوسان في مدار قريب جدًا.


يشرح العلماء لغز "عدم التناسق الغريب" للجانب البعيد من القمر في بحث جديد

بعد مرور 50 عامًا على مهمة أبولو 11 ، يصف ابنا نيل أرمسترونج مارك وريك اليوم الذي سار فيه والدهما على سطح القمر.

كشف العلماء عن تفاصيل جديدة حول الجانب البعيد من القمر ، مسلطين الضوء على تاريخه المبكر.

يُعرف أيضًا باسم الجانب المظلم من القمر ، لطالما كان الجانب البعيد من القمر الصناعي الطبيعي للأرض مصدرًا للسحر. كان طاقم أبولو 8. أول البشر الذين رأوا الجانب البعيد من القمر هم طاقم أبولو 8. خلال سلسلة من المدارات القمرية التاريخية ، أصبح رواد الفضاء في ناسا فرانك بورمان وجيم لوفيل وبيل أندرس أول من رأى جانب القمر الذي يواجه بعيدًا عن القمر. أرض.

ومع ذلك ، لطالما كانت بعض جوانب الجانب البعيد للقمر لغزًا للعلماء.

في بحث جديد ، قدم فريق دولي من العلماء تفسيرًا لـ "عدم التماثل الغريب" للجانب المظلم من القمر ، والذي له تركيبة مختلفة عن الجانب القريب المواجه للأرض.

وأوضحوا في بيان أن "تاريخ نظام الأرض والقمر لا يزال غامضًا". يعتقد العلماء أن الاثنين تكوّنا عندما اصطدم جسم بحجم المريخ بكوكب الأرض البدائي.

شارك في الدراسة خبراء من معهد علوم الحياة الأرضية (ELSI) في معهد طوكيو للتكنولوجيا ، وجامعة فلوريدا ، ومعهد كارنيجي للعلوم ، وجامعة توسون ، ومركز جونسون للفضاء التابع لناسا ، وجامعة نيو مكسيكو. مجلة Nature Geoscience.

صورة للجانب البعيد من القمر تم التقاطها بواسطة مركبة الاستطلاع المدارية القمرية التابعة لناسا. (ناسا)

عندما ظهرت الصور الأولى للجانب البعيد من القمر منذ عقود ، أدرك العلماء أنه لا يوجد به تقريبًا "ماريا" أو مناطق مظلمة (من اللاتينية للبحر). أوضح الباحثون أن 1 في المائة فقط من الجانب البعيد كانت مغطاة بماريا مقارنة بحوالي 31 في المائة من الجانب القريب.

يشير البحث الجديد إلى أن هذا يرجع إلى أن العناصر المشعة "تم توزيعها بشكل فريد" بعد الاصطدام الذي شكل القمر.

الجانب القريب من القمر ، كما تراه الكاميرات على متن مركبة الفضاء المدارية الاستطلاعية القمرية التابعة لناسا. (ناسا / GSFC / جامعة ولاية أريزونا)

وقال ماتيو لينوفيل ، مؤلف مشارك في ELSI ، في البيان: "بسبب النقص النسبي في عمليات التعرية ، يسجل سطح القمر الأحداث الجيولوجية من التاريخ المبكر للنظام الشمسي". "على وجه الخصوص ، تحتوي المناطق الموجودة على الجانب القريب من القمر على تركيزات من العناصر المشعة مثل U [اليورانيوم] و [Thorium] على عكس أي مكان آخر على القمر. يمكن أن يساعد فهم أصل هذه التخصيب المحلي على شكل U و Th في شرح المراحل المبكرة من تكوين القمر ، ونتيجة لذلك ، الظروف على الأرض المبكرة ".

يختلف تكوين الجانب القريب للقمر بشكل غريب عن تكوين جانبه البعيد ، ويعتقد العلماء أنهم يفهمون السبب في النهاية. (ناسا / NOAA)

في العام الماضي ، أصبحت الصين أول دولة تهبط بنجاح بمركبة فضائية على الجانب البعيد من القمر.

يخطط برنامج Artemis التابع لناسا لهبوط أول امرأة والرجل التالي على سطح القمر بحلول عام 2024. كما ستكون Artemis أول مهمة هبوط بشري على القطب الجنوبي للقمر.

توزيع الثوريوم على سطح القمر من مهمة المنقب القمري. يرتبط الثوريوم ارتباطًا وثيقًا بالعناصر المشعة الأخرى (المنتجة للحرارة) ، حيث يوجد معظمها على الجانب المواجه للأرض (الجانب القريب). (لينوفيل ، إم وآخرون (2013) مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الكواكب.)

الجانب البعيد من القمر. الكاميرا المدارية الاستطلاعية القمرية (LROC) الكاميرا ذات الزاوية العريضة (WAC) الإسقاط الهجائي المتمركز عند خط طول 180 درجة وخط عرض 0 درجة. (الائتمان: NASA / Goddard / جامعة ولاية أريزونا)

بعد أبولو 11 ، وضع رائدا الفضاء نيل أرمسترونج وباز ألدرين على سطح القمر في 20 يوليو 1969 ، فقط 10 رجال آخرين - جميعهم أمريكيون - ساروا على سطح القمر. كان آخر رائد فضاء ناسا يطأ قدمه على سطح القمر هو أبولو 17 Mission Cmdr. جين سيرنان في 14 ديسمبر 1972.


لماذا لا نرى أبدًا الجانب البعيد من القمر؟

أصدرت وكالة ناسا هذا الأسبوع صورًا للجانب البعيد من القمر ، مما يوفر منظورًا للقمر نادرًا ما نراه. تم التقاط الصور بواسطة القمر الصناعي لمرصد المناخ السحيق ، المتمركز بين الشمس والقمر مع الأرض كخلفية له.

ولكن لماذا يعتبر الجانب المظلم من القمر ، كما هو معروف ، بعيد المنال للغاية بالنسبة إلى الأرض؟

أولاً ، الجانب المظلم ليس بالفعل أكثر قتامة من الجانب القريب. مثل الأرض ، تحصل على الكثير من ضوء الشمس.

قال جون كيلر ، نائب عالم المشروع في مشروع المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية التابع لوكالة ناسا ، إننا لا نرى الجانب البعيد لأن "القمر محبوس مدّيًا على الأرض". "القمر يدور بالفعل ، لكنه يدور بنفس السرعة التي يدور بها حول الأرض." يكمل القمر دورة كاملة واحدة على محوره في الوقت الذي يستغرقه للدوران حول الأرض. هذا يعني أن نفس الجانب دائمًا ما يتجه نحونا.

يشبه إلى حد كبير انجراف سيارة السباق عندما تدور على الأجزاء المنحنية من مضمار السباق البيضاوي ، يميل القمر إلى الرغبة في الدوران بشكل أسرع. قوة الجاذبية الأرضية تحافظ على ثباتها في مكانها.

شكل القمر هو المفتاح لإبقائه متزامنًا مع الأرض. يعتقد العلماء منذ زمن بعيد أن للقمر دورانه الخاص. بمرور الوقت ، ساعدت قوى الاحتكاك ، بما في ذلك الجاذبية ، في تشكيل القمر بالشكل الذي أصبح عليه الآن & # 8212 كرويًا ، ولكن ليس كرة مثالية.

توجد الجاذبية كتدرج. إذا كان القمر كرويًا مثاليًا ، فإن الجاذبية المحسوسة على الجانب البعيد والجانب القريب (أو جانب الأرض) ستلغي بعضهما البعض.

ولكن نظرًا لأنه ليس كرة مثالية ، فإنه أثناء دورانه ، يتحرك جزء أصغر من القمر نحو الأرض ويتحرك جزء أكبر بعيدًا. يؤدي هذا التوزيع غير المتكافئ في الجاذبية إلى عزم دوران ، أو قوة دورانية ، مما يجعل القمر يعود إلى مكانه. يشار إلى الحركة الشبيهة بالزنبرك باسم الاهتزاز القمري.

التُقِطت الصور الأولى للجانب البعيد من القمر في عام 1959 بواسطة مركبة الفضاء السوفيتية لونا 3. منذ ذلك الحين ، تمكنت مهمات مثل مركبة الاستطلاع المدارية القمرية من إخبارنا بالمزيد عن الجانب الذي لا نراه أبدًا & # 8211 ولا يبدو الجانب البعيد مثل الجانب القريب.

يعتقد العلماء أن القمر كان منصهرًا ، أو سائلًا ساخنًا عندما تشكل لأول مرة ، ثم برد. قال كيلر إن الجانب المظلم برد أولاً ، مما جعله أقدم مع المزيد من الحفر. على الرغم من أنهم لا يعرفون السبب ، فإن الجانب القريب يحتوي أيضًا على إشعاع أكثر من الجانب البعيد ، وربما يساهم في سبب عدم تبريد الجانب القريب بالسرعة نفسها.

& # 8220 لسبب أو لآخر ، تم تفضيل جانب على الآخر ، & # 8221 قال كيلر.

إلى اليسار: صورة للجانب المظلم من القمر - جانب القمر الذي لم يظهر للأرض أبدًا - تم التقاطها بواسطة كاميرا تصوير الأرض متعددة الألوان التابعة لناسا. الصورة بواسطة وكالة ناسا.


وجهان للقمر

"عندما تستيقظ أخيرًا على القمر تنظر إلى الأرض ، فإن كل هذه الاختلافات والسمات القومية ستندمج جيدًا ، وستحصل على مفهوم أنه ربما يكون هذا حقًا عالمًا واحدًا ولماذا يمكن للجحيم أن يفعل ذلك" نتعلم أن نعيش معًا مثل الأشخاص المحترمين ". -فرانك بورمان ، أبولو 8

إذا سبق لك أن نظرت إلى ألمع جسم في سماء الليل ، فمن المحتمل أنك لاحظت كيف مختلف يبدو أن بعض أجزاء منه من أجزاء أخرى. وإذا كنت قد ألقيت نظرة عليه من خلال التلسكوب ، خاصة إذا لم يكن في مرحلته الكاملة ، فمن المحتمل جدًا أنك لاحظت بعض الميزات الرائعة على سطحه.

على وجه الخصوص ، هناك ميزتان رئيسيتان حول القمر لا يمكنك تفويتها:

  1. هذا هو حفرة شديدةخاصة في المناطق ذات الألوان الفاتحة. تشمل العديد من المناطق المحفورة حفرًا صغيرة داخل حفر متوسطة الحجم داخل حفر عملاقة. و…
  2. أن لديها هذه المناطق المظلمة المعروفة باسم ماريا (كلمة لاتينية تعني "البحار") ، والتي تحتوي على عدد قليل نسبيًا من الحفر وفي الغالب أصغر حجمًا. في الغالب ، تتميز هذه المناطق بكونها ذات لون مختلف تمامًا عن غالبية القمر.

دائمًا ما يواجهنا الجانب نفسه من القمر ، لكن أجزاء مختلفة من نصف الكرة القمرية تضيء طوال الشهر ، اعتمادًا على المواقع النسبية للأرض والقمر والشمس.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن مدار القمر بيضاوي الشكل ، يتحرك بشكل أسرع عندما يكون أقرب إلى الأرض وأبطأ عندما يكون بعيدًا ، يتغير وجه القمر المرئي بشكل طفيف ، وهي ظاهرة تُعرف باسم الاهتزاز القمري. على الرغم من أن هذا يعني أنه على مدار عدة أشهر ، كان بإمكاننا رؤية ما يصل إلى 59٪ من القمر ، لم يكن ذلك قبل 55 عامًا ، عندما تأرجحت المركبة الفضائية السوفيتية لونا 3 نحو الجانب البعيد من القمر ، أننا حصلنا على أولى صورنا للجانب البعيد من القمر.

على الرغم من أنه لم يكن مثيرًا للإعجاب ، إلا أن العديد من الصور اللاحقة أظهرت لنا كيف يبدو الجانب المواجه بعيدًا عن الأرض في الواقع ، وكان بمثابة صدمة كبيرة!

شيء واحد ستلاحظه على الفور هو الغياب شبه الكامل للظلام ماريا على الجانب الآخر ، وربما يكون الشيء الثاني الذي ستراه هو مدى وجود الفوهة بشكل بارز وشامل في الجانب البعيد.

على الرغم من اكتشاف هذا لأول مرة في عام 1959 ، إلا أن الأمر استغرق وقتًا أطول للوصول إلى سبب لهذا اللغز. كما ترى ، هناك تفسير واضح - ربما كنت قد فكرت في نفسك - ولكن تبين أنه خطأ.

أنا وأنت نعلم أن النظام الشمسي مليء بالمذنبات والكويكبات الخطرة ، التي تغرق بشكل دوري في الروافد الداخلية المجاورة لنجمنا. عندما تسير الأمور على ما يرام بالنسبة للعوالم الداخلية ، فإن هذه الأجسام تنتج عروض مذهلة مثل ذيول المذنبات ودش النيازك. ولكن عندما تسوء الأمور ، تصطدم إحدى تلك الأجسام الكبيرة بجسم أكبر ، مما يخلق تأثيرًا كارثيًا!

التفسير "الواضح" هو أنه عندما تتجه هذه الصخور الفضائية الضخمة نحو القمر من بعيد جانبًا ، لا يوجد شيء على الإطلاق يعيق الطريق. ولكن عندما تقترب من القمر من قرب في الجانب ، الأرض في الطريق ، ويمكنها إما امتصاص تلك التأثيرات أو انحراف الجاذبية عن تلك الصدمات المحتملة بعيدًا عن القمر.

إنها محاولة جيدة ، ولكن حقيقة أن المسافة بين الأرض والقمر هي بعض أربعين مرة أكبر من قطر الأرض يعني أن الاختلاف في عدد التأثيرات على الجانب القريب من القمر من الجانب البعيد يجب أن يكون أقل من 1٪ عند تشغيل الأرقام. الجواب ، اتضح ، يفعل لديك شيء لتفعله مع اصطدامات الفضاء ، ولكن ليس كما تفكر!

قد تعتقد أن الكويكب الذي قضى على الديناصورات كان كبيرًا ، وأفترض أنني لست من يجادلني. كان عرضه من 5 إلى 10 كيلومترات تقريبًا ، أو حجم جبل كبير جدًا. لكن هذا ليس أكبر اصطدام في تاريخ الأرض ، وليس من خلال تسديدة بعيدة. حتى أننا لم ندرك ذلك حتى أعدنا الصخور من القمر واكتشفنا ذلك إنهم مصنوعون من نفس الأشياء بالضبط كما تتكون الأرض من! كانت هذه مفاجأة كبيرة ، لأنه لا يوجد رفقاء آخرون للقمر / الكواكب في النظام الشمسي - لا كوكب المشتري وأقماره ، ولا المريخ وأقماره ، ولا زحل وأقماره - على هذا النحو. كيف حدث هذا؟

منذ حوالي 4.5 مليار سنة ، عندما كان النظام الشمسي لا يزال في مهده ، كانت الأرض كذلك خاصة تشكلت ، وكانت تشكل حوالي 90٪ من كتلتها الحالية. ولكن كان هناك كوكب آخر كبير جدًا بحجم كوكب المريخ كان في مدار مماثل تقريبًا لمدار الأرض. لعشرات الملايين من السنين ، رقص هذان الجسمان بشكل غير مستقر بعيدًا عن بعضهما البعض. وبعد ذلك ، أخيرًا ، اصطدموا ببعضهم البعض!

انتهى الأمر بالغالبية العظمى من كلا الكواكب الأولية لتشكيل الأرض ، بينما تم ركل كمية كبيرة من الحطام في الفضاء. بمرور الوقت ، اندمجت هذه الحطام بقوة الجاذبية لتشكل القمر! على الرغم من أنها بدت مجنونة عندما تم اقتراحها في السبعينيات ، فقد أصبحت هذه النظرية المقبولة - والتي تم التحقق منها من خلال العديد من الظواهر التي يمكن ملاحظتها والتي تتطابق مع التوقعات - على مدار الأربعين عامًا الماضية.

الآن ، حدث هذا الاصطدام في وقت مبكر جدًا من تاريخ النظام الشمسي ، وكانت الأرض لا تزال شديدة الحرارة عندما حدث: حوالي 2700 كلفن! ربما كان القمر أقرب بكثير ، لكنه كان لا يزال على بعد عشرات الآلاف من الكيلومترات. ومع ذلك ، فإن وجود هذا المصدر الإضافي للحرارة بالقرب منك - ووجود القمر سابقا أن تكون مقفلًا بشكل مدّي (مع وجود جانب واحد يواجهنا دائمًا) - يعني ذلك أن ملف قرب جانب من القمر سيكون أكثر سخونة لفترة طويلة جدًا من بعيد سيكون الجانب!

ماريا التي نراها هي دليل على تدفقات الحمم البركانية ، حيث تدفقت الصخور المنصهرة في الأحواض الكبيرة. في حين أن الجانب البعيد من القمر برد بسرعة نسبيًا وشكل قشرة سميكة ، فإن التدرج الكبير في درجة الحرارة الناجم عن قربه من الأرض على الجانب القريب ترك كميات هائلة من الجانب القريب في الحالة السائلة لفترة أطول ، مما جعله أقل بكثير. حان الوقت لحدوث تأثيرات التأثيرات تترك السمات على السطح. تمامًا مثل النيازك التي تضرب محيطات الأرض ، تلك التي تهبط في القمر القديم حمم بركانية المحيطات لم تترك ندوبا!

في الشهر الماضي فقط ، ظهر أن دراسة أجراها Arpita Roy و Jason Wright و Steinn Sigurdsson قد توصلت إلى كل هذا وقدمت الأدلة اللازمة لدعمه. لقد أنشأوا نموذجًا لنظام الأرض والقمر المبكر وأظهروا أنه ببساطة من خلال وجود أرض ساخنة بالقرب من القمر المغلق تدريجيًا - فقط عن طريق إضافة مصدر الحرارة أحادي الجانب - يمكن أن يخلق فرق القشرة الأرضية والاختلاف الأساسي والكيميائي بين الجانبين.

وهكذا ، بالنسبة لـ أول الوقت ، يمكننا أن نقول بثقة ليس فقط كيف تشكل القمر ، ولكن لماذا كلا الجانبين مختلفان تمامًا! نحن نعلم أن القمر يضيء من خلال عكس ضوء الشمس ، ولكن من كان يتخيل أن الأرض الفتية ، متوهجة وساخنة في سماء القمر ، من شأنها أن تجعل الجانبين مختلفين تمامًا؟ هذا مجرد جزء من عجب ومتعة العلم!


هل نفهم الآن لماذا يبدو القمر والجانبان البعيدان والقريبان مختلفين بشكل كبير؟

القمر هو بسهولة أكثر الأشياء التي تمت دراستها جيدًا في النظام الشمسي (بخلاف الأرض بالطبع). لكنه لا يزال يحمل بعض الألغاز للعلماء. لماذا ، على سبيل المثال ، يختلف أحد جوانب القمر عن الآخر؟

القمر محصور بالمد والجزر على الأرض ، لذلك قبل رحلة الفضاء ، كنا نعرف جانب واحد فقط. لم يكن هناك سبب يجعل جانب الأرض مختلفًا عن الجانب البعيد. لكننا الآن نعرف شيئًا مختلفًا.

مع تسخين سباق الفضاء ، أرسلت وكالة ناسا سلسلة من المدارات القمرية للتحقق من القمر قبل مهمات أبولو. تم إرسال المدارات القمرية من 1 إلى 5 إلى القمر في عامي 1966 و 1967. وكان التركيز الأساسي للمركبات المدارية رقم 8217 على مواقع الهبوط ، لكن المركبة القمرية 4 صورت 95٪ من الجانب البعيد من القمر.

إحدى الصور العديدة للجانب البعيد من القمر التي تم التقاطها عام 1967 بواسطة ناسا والمركبة القمرية # 8217s 4. انظر إلى كل هذه الفوهات! حقوق الصورة:

الآن بالطبع قمنا & # 8217 برسم خريطة لكامل سطح القمر & # 8217s ، وقمنا بجمع جميع أنواع البيانات العلمية على قمرنا الصناعي الطبيعي أيضًا. أرسلنا رواد الفضاء إلى هناك وأعدنا مئات الكيلوجرامات من الثرى القمري للدراسة هنا على الأرض. وتخطط ناسا للعودة إلى القمر في المستقبل القريب.

لكن يبقى السؤال المحير: لماذا أحد الجانبين منهار إلى هذا الحد والآخر لا؟ لماذا يكون الجانب القريب أكثر سلاسة ويسيطر عليه سهول بركانية بازلتية شاسعة؟ لماذا كان هذا النشاط البركاني القديم محصوراً في الغالب في جانب واحد ، الجانب المواجه للأرض؟

The near side of the Moon (left) and the far side of the Moon (right.) The near side contains 97% of the dark volcanic plains, while the far side is much more cratered? Image Credit: NASA

The leading theory for the formation of the Moon is the giant impact hypothesis. That theory suggests that a large planetary body roughly the size of Mars, called Theia, struck the Earth. The collision sent an enormous amount of molten material into orbit around Earth, which eventually coalesced into the Moon.

A new study examined the disparity between the two sides of the Moon. Its title is “Early crust building enhanced on the Moon’s nearside by mantle melting-point depression.” It’s published in the journal Nature Geoscience, and the lead author is Stephen Elardo, Assistant Professor of Geology at Florida University.

When the Theia impact occurred, and the Moon coalesced out of the debris, the Moon was not large enough to continue volcanic activity for as long as Earth did. The Moon was much smaller, and cooled more rapidly. Yet for some reason, volcanic activity lasted much longer on the near side than the far side. This goes against the grain, since a body is expected to cool at the same rate overall.

The study is centered on a strange geochemical anomaly on the Moon. The near side contains a region called the Procellarum KREEP Terrane. That region contains a large amount of specific elements. KREEP stands for K (the atomic symbol for potassium), REE (rare-earth elements) and P (the atomic symbol for phosphorus). The KREEP terrane also contains the elements thorium and uranium, which decay radioactively and produce heat.

Distribution of thorium on the lunar surface from the Lunar Prospector mission. Thorium is highly correlated with other radioactive elements (heat producing), with most of it being present on the Earth-facing side (near side). The relationship between this region and many observed features of lunar history is a key question in lunar sciences. Credits: Laneuville, M. et al (2013) Journal of Geophysical Research: Planets.

The authors of this study wanted to find out if the presence of KREEP could create the conditions for more sustained volcanic activity. KREEP could lower the melting point of the mantle, and the presence of the radioactive elements could’ve compounded the efffect, by generating enough heat to fuel volcanic activity in the region long after the rest of the Moon had cooled.

The team of researchers created an analog rock that had the same properties, called the Mg-suite rock. They created six versions of this analog, one with zero KREEP content and one each with 5%, 10%, 15%, 25% and 50% KREEP and associated radioactive elements. They then subjected the samples to high temperatures.

The study showed that compositional assymetries between the near side and the far side of the Moon had an effect early in the life of the Moon. The authors wrote, “Our results show that the hemispheric compositional asymmetries on the Moon began to have a dramatic effect on magma production immediately after lunar differentiation.”

This figure from the study shows the effects of KREEP on the analog. The results of high-temperature experiments show that the addition of KREEP to an analogue Mg-suite source rock dramatically lowers its melting temperature. Each line is an isotherm showing the amount of melt present at a given temperature as a function of the fraction of KREEP by weight in the starting mixture. In simple terms, the more KREEP there is, the lower the melting temperature is. Image Credit: Elardo et al, 2020.

This is no minor anomaly, and as they wrote, its effect was dramatic. “The large concentration of heat-producing elements on the Moon’s nearside not only had the potential to act as a heat source for melting but also lowered melting temperatures at the crust–mantle interface in a way that could have produced

4–13 times more crust-building magmas than would have occurred on the farside.”

Previous research has purported to show that “crust-building magmatism that immediately followed the LMO <lunar magma ocean> was a Moon-wide event,” as the authors write. But these results pose a challenge to that conclusion. Most LMO models see planets in this stage of evolution as homogenous globes of well-mixed materials. Those models don’t take KREEP into account the same way as this work does.

The authors of the paper write “Our results demonstrate that the anomalous enrichment in incompatible elements of this nearside reservoir dramatically lowers the melting temperature of the source rock for these magmas and may have resulted in 4 to 13 times more magma production under the nearside crust, even without any contribution from radioactivity.”

This figure from the study shows how radioactive decay of Potassium, Thorium, and Uranium prevented the Procellarum KREEP terrane from cooling as quickly as the rest of the Moon, prolonging volcanic activity in the region. The ?تي increases with increasing KREEP content due to the radiogenic heat produced by decay of K, Th and U. Image Credit: Elardo et al, 2020.

When they added the effect of heating from nuclear decay, the case got stronger. “From thermal numerical modelling, we show that radiogenic heating compounds this effect and may have resulted in an asymmetric concentration of post-magma-ocean crust building on the lunar nearside,” the added.

“Our findings suggest that the nearside geochemical anomaly has influenced the thermal and magmatic evolution of the Moon over its entire post-differentiation history,” they wrote.

Since the Earth and the Moon are inextricably linked, these results might end up telling us something about Earth, too.

It is believed that 4.4 billion years ago, a celestial body (Theia) slammed into Earth and produced the Moon. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech

In a press release, study co-author Matthieu Laneuville commented, “Because of the relative lack of erosion processes, the Moon’s surface records geological events from the Solar System’s early history. In particular, regions on the Moon’s near side have concentrations of radioactive elements like U and Th unlike anywhere else on the Moon. Understanding the origin of these local U and Th enrichments can help explain the early stages of the Moon’s formation and, as a consequence, conditions on the early Earth.”


How is NASA responding?

NASA has plans both for robotic exploration of the Moon and eventual human landings. The space agency has opted for an approach that encourages commercial activity near and on the Moon. Earlier this year, NASA scrapped plans for a single mission to explore one of the lunar poles for water, known as Resource Prospector, in favor of a partnership with nine companies to enable the delivery of small scientific payloads to the lunar surface.

"Some of the designs for the nine companies have the capability to deliver rovers, and some have the capability to prospect for water," NASA Administrator Jim Bridenstine told Ars in an interview. "A lot of these companies are also planning on lunar return missions. It’s a big development that could benefit NASA greatly. When we turn it over to the commercial companies, they come up with the best ideas and most cost efficient ways."

قراءة متعمقة

NASA is also developing plans for a Lunar "Gateway" in orbit near the Moon, a small human space station that could serve as a platform for scientific study of the Moon as well as a waypoint for vehicles to go up and down to the lunar surface. Critics have said the Gateway will only delay a human return to the Moon and make it more costly NASA says the Gateway is useful for using reusable lunar landers and making key breakthroughs needed for missions to Mars in the 2040s.

As a new race to the Moon unfolds before us, China is taking a critical first step.


شاهد الفيديو: تصوير للقمر من الارض كاميرا خرافية (كانون الثاني 2023).