En ny modell av månens rotationsdynamik – den första som tar hänsyn till månens solida inre kärna – hjälper till att förklara varför den verkar vingla på sin axel.

Svaret ligger i månens komplexa geometri, inlåst i vad som kallas en Cassini-stat, enligt University of Alberta fysiker Mathieu Dumberry.

"Månen går runt jorden, men dess omloppsbana lutar ungefär fem grader i förhållande till det normala till ekliptikplanet – det plan kring vilket jorden roterar runt solen. Men precis som jordens rotationsaxel lutar 23,5 grader i rymden, månens rotationsaxel lutar också med cirka 1,5 grader, " förklarade Dumberry.

"Över en bana, den pekar i samma riktning i rymden – som är i samma plan som normalen till månens omloppsbana. Detta definierar en Cassini-stat."

Denna typ av månbana observerades först av Giovanni Cassini för mer än fyra århundraden sedan. Sedan dess, de komplexa matematiska och fysiska delarna av staten Cassini har undersökts av forskare runt om i världen.

Kärnan i saken

"Väsentligen, vi tog hänsyn till alla krafter och försökte förutsäga vinkeln på månens inre kärna, " förklarade Dumberry. "Lutningsvinkeln kan förutsägas, men vi behöver veta exakt den djupa inre strukturen på månen. Dock, vi vet att den inte är i linje med manteln eller vätskekärnan. Vi bestämde att den inre kärnan lutar så mycket som 17 grader bort från manteln i en riktning eller 33 grader bort i den andra."

Om forskare kan identifiera vinkeln på den inre kärnan, de kommer att kunna utveckla en mer exakt bild av månens inre.

"Att förstå sammansättningen av månens inre kan ge insikt i händelserna som ledde fram till månens bildande och jordens tidiga historia, sa doktoranden Christopher Stys, som utförde forskningen under Dumberrys överinseende.

Studien, "Cassini-tillståndet i månens inre kärna, "publicerades i Journal of Geophysical Research :Planeter.