Miért néz ki annyira másképp a Hold két oldala?

2022. október 18. – 05:01

Másolás

Vágólapra másolva

A Föld és a Hold úgynevezett kötött tengelyforgású rendszert alkot, ami azt jelenti, hogy a Hold pont úgy forog a tengelye körül, ahogyan a Föld körül kering, így mindig ugyanazt az oldalát mutatja felénk. Ez nem is olyan ritka dolog, sőt: a Jupiter és a Szaturnusz nagyobb holdjai is mind így működnek, az egyik arcukat folyton a bolygó, a másikat a külvilág felé mutatva.

Ez azt is jelenti, hogy az évszázadok alatt, a távcsövek fejlődésével a csillagászok elég részletesen fel tudták térképezni a Hold felénk néző („nappali”) oldalát, de egészen az űrkorszakig fogalmunk sem volt arról, hogyan nézhet ki a túlsó („árnyékos”) fele. Volt is nagy meglepetés, amikor 1959-ben a szovjet Luna–3 űrszonda hazaküldte az első fotókat a Hold addig ismeretlen oldaláról, és kiderült, hogy a túloldal látványosan másképp néz ki, mint a már jól ismert innenső. Azóta már vannak sokkal jobb felbontású felvételeink is mind a két oldalról:

Fotó: NASA
Fotó: NASA

A bal oldali képen a nagy foltok a Hold „tengerei”, amiket azért neveztek el így a korai csillagászok, mert valóban tengereknek hitték őket. Később kiderült, hogy nem is lőttek ezzel olyan nagyon mellé: a hatalmas bazaltsíkságok ősi lávaóceánok kihűlt, megszilárdult maradványai. Ha ránézünk a jobb oldali képre a Hold túlsó oldaláról, rögtön feltűnik, hogy ott csaknem teljesen hiányoznak ezek, és a felszín szinte teljesen tele van pöttyözve kráterekkel, az elmúlt évmilliók kisebb-nagyobb meteorbecsapódásainak nyomaival. Adja magát a kérdés: mi lehet a különbség oka.

Egészen logikusan kínálkozik a válasz is: persze hogy nincsenek kráterek a Föld felé néző oldalon, hiszen az ebből az irányból érkező meteoroknak pont útban van a bolygó, ami így egyfajta pajzsként védi a Holdat a becsapódásoktól. Igen ám, de:

Miért pont ilyen fura formákban vannak a krátermentes területek, ahelyett hogy a Föld szabályos kör alakú „árnyéka” mutatná, hol ad védelmet az erre járó meteoroktól? Erre nem látszik semmilyen indok. A Hold–Föld-távolság nagyjából a harmincszorosa a Föld átmérőjének, és a 110-szerese a Holdénak. Az arányokat úgy lehet emberi léptékben bemutatni, hogy ha a Hold egy focilabda, a Föld meg egy nagyobb strandlabda, akkor kb. 25 méterre egymástól kell őket letennünk. Még ha a Föld gravitációját is figyelembe vesszük, elég valószínűtlennek tűnik, hogy képes lenne jelentős mennyiségű meteornak az útját állni, vagy eltéríteni a pályájáról. Csillagászok ki is számolták, nagyjából egy százalékkal csökkenti ez a hatás a Hold felénk néző arcát érő meteorok mennyiségét. A gyakorlatban ennek a sokszorosa a különbség a kráterek számában a két oldal között.

A két oldal különbözőségének okára csak fél évszázaddal később jöttek rá a tudósok, a rejtély kulcsa pedig a Hold eredettörténete.

Charles Duke, az Apollo–16 űrhajósa holdfelszíni talajmintát gyűjt a Descartes leszállóhelyen, a Plum kráter peremén, 1972 áprilisában – Fotó: Heritage Images / Getty Images
Charles Duke, az Apollo–16 űrhajósa holdfelszíni talajmintát gyűjt a Descartes leszállóhelyen, a Plum kráter peremén, 1972 áprilisában – Fotó: Heritage Images / Getty Images

Miből van a Hold?

Pontosan ugyanabból az anyagból, mint a Föld, és ez egyáltalán nem triviális, sőt, nagyjából annyira meglepte a tudósokat, amikor kiderült, mintha sajtból lenne. Ez azért van, mert a Föld és a Hold valójában testvérek, sőt leginkább szétválasztott sziámi ikrek.

Valamikor 4,5 milliárd évvel ezelőtt, a Naprendszer gyerekkorában, az ősi Föld nem volt egyedül a pályáján, vele nagyjából együtt keringett egy másik, nagyjából feleakkora bolygó, vagy inkább bolygókezdemény, a Theia is. A Theiát nagyjából 50 millió évig rángatta a Nap, a Föld, a Jupiter, és a Vénusz gravitációja, mígnem egy elképzelhetetlenül nagy energiájú kozmikus karambolban nekiütközött az ős-Földnek. Így született meg a két összeolvadó protobolygóból a Föld, majd az ütközésből származó törmelékből egyes elméletek újabb pár tízmillió év, a legfrissebb NASA-szimuláció szerint viszont alig pár óra alatt alatt összeállt a Hold, ami gyorsan be is állt a velünk szinkronizált keringésre, és mindig ugyanannak az arcának felénk mutatására.

Akkoriban egyébként a Hold még jóval közelebb volt a Földhöz, a mostani távolságának nagyjából a tizedére keringett. Ez idelenn egészen horrorisztikus árapályjelenséggel járt, odafenn meg azzal, hogy a Föld gravitációja, és kisugárzó hője (2000-2500 fok lehetett a felszíni hőmérséklet) alapvető befolyással volt a Hold kialakulására. Ebből fakad, hogy a különféle elemek eloszlása a Holdban nem egyenletes. Ennek egy csomó következménye van, az egyik az, hogy a távolabbi felén több az alumínium és a kalcium, emiatt a felszíni kőzetréteg ott vastagabb és keményebb, mint a felénk néző oldalon.

Ennek később, a Holdon bedurvuló vulkanikus aktivitás időszakában lett jelentősége: a vékonyabb felszíni réteg miatt a magma a „világos” oldal felé talált magának könnyebben utat a felszínre, így ott alakultak ki hatalmas lávafolyások és szó szerint lávaóceánok. Amivel el is jutunk a kráterek hiányához: a Hold minden táján nagyjából ugyanannyi meteorbecsapódás volt ugyan, a lávatengerekben ennek egyszerűen nem maradt nyoma. A láva aztán megszilárdult, bazaltsíkságok maradtak a helyén, és egyszerűen nem telt el még elég idő azóta, hogy ezeket is bepöttyözzék kráterekkel a kisebb-nagyobb becsapódó űrobjektumok.

(Psych.org, Big Think, Forbes, Science Daily)

Ez az anyag eredetileg a Telexen jelent meg. Itt érhető el.