Månens kratrar bevarar miljarder år av historia. Forskare har lärt sig om förhållandena i vårt tidiga solsystem genom att studera sammansättningen, storleken och fördelningen av dessa hål i månens yta, skapade för länge sedan av kollisioner med asteroider.

Men istället för att direkt studera egenskaperna hos dessa hål, bestämde sig ett team baserat på NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, för att prova något annat. Med hjälp av datorsimuleringar "raderade" de tusentals kratrar från månens yta, som om de vrider tillbaka klockan 4,25 miljarder år till en tid innan kratrarna bildades. De fann att placeringen av månens nord- och sydpoler rörde sig något under denna tidsperiod.

När månen skiftade åt det här hållet och det från effekterna av asteroidnedslag, "vandrade" platsen för polerna 10 grader på latitud (eller 186 miles / 300 kilometer), rapporterade forskare den 19 september i The Planetary Science Journal . Geografiska nord- och sydpoler ligger där en himlakropps rotationsaxel skär med dess yta. I det här fallet förblev månens rotationsaxel, den imaginära linjen som passerar genom dess centrum och runt vilken den roterar, densamma när månens kropp skiftade.

Information om vandrande poler kan vara användbar för att förstå månens utveckling; specifikt tillståndet för resurser, såsom vatten, på dess yta. Forskare har hittat fruset vatten i skuggade områden nära månens poler, men de vet ännu inte hur mycket som finns där. Om månen drastiskt hade flyttat positionerna för sina poler mot ett varmare, mindre skuggat område, såsom ekvatorn, kunde en del fruset vatten ha sublimerat (förändrats från ett fast tillstånd till ett gasformigt tillstånd) från ytan, med nytt vatten som mindre tid att samla på sig vid de nya polerna.

Men, säger Vishnu Viswanathan, en NASA Goddard-forskare som ledde studien, "Baserat på månens kraterhistoria verkar polarvandringen ha varit måttlig nog för att vatten nära polerna ska ha hållit sig i skuggorna och haft stabila förhållanden under miljarder år. ."

Fenomenet bakom de skiftande polerna är känt som True Polar Wander, och det är vad som händer enligt fysikens lagar med ett objekt, i det här fallet månen, som försöker hålla sig själv snurrande när de möter hinder, som förändringar i hur den massa fördelas.

När asteroiden träffar utgrävd massa och lämnar fördjupningar i ytan - eller fickor med lägre massa - omorienterade månen sig för att föra dessa fickor mot polerna, samtidigt som de förde områden med högre massa ut mot ekvatorn via centrifugalkraft. Det är samma kraft som verkar på degen när en pizzabryggare kastar och snurrar den i luften för att sträcka ut den.

För att bestämma graden av månens polarvandring samarbetade Viswanathan med flera forskare, inklusive David E. Smith, huvudutredare för Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA), ombord på NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) rymdfarkost. Smith blev intresserad av att använda gravitationsdata för att ta reda på hur långt månens poler har vandrat efter att ha tjänstgjort som biträdande huvudutredare för NASA:s Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) uppdrag. GRAIL kartlade månens gravitationsfält i detalj innan uppdraget avslutades 2012.

"Om du tittar på månen med alla dessa kratrar på den, kan du se dem i gravitationsfältsdata", säger Smith, från Massachusetts Institute of Technology i Cambridge. "Jag tänkte:'Varför kan jag inte bara ta en av de där kratrarna och suga ut den, ta bort signaturen helt?'"

Smith, Viswanathan och deras team arbetade med cirka 5 200 kratrar – i storlek från 12 miles (20 kilometer) till 746 miles (1 200 kilometer) breda. De designade datormodeller som tog koordinaterna och bredderna för alla dessa kratrar från topografiska kartor över månen gjorda med LOLA-data och hittade sedan deras motsvarande gravitationssignaturer – eller fickor med högre eller lägre gravitation – på en gravitationskarta från GRAIL. Forskarna körde sedan simuleringar som tog bort gravitationssignaturerna från varje krater sekventiellt efter ålder, vilket i huvudsak spolade tillbaka månens utveckling och flyttade polerna tillbaka mot sina gamla platser med varje nedslag eliminerad.

Medan andra forskare som studerar polarvandring har tagit bort kratrar från rekordet, har de bara tagit bort ett par dussin av de största. "Folk antog att små kratrar är försumbara", sa Viswanathan. "De är försumbara individuellt, men tillsammans har de en stor effekt."

Viswanathan sa att hans team närmar sig att ta reda på den sanna graden av polarvandring på månen, men forskarna behöver fortfarande förfina sin uppskattning. De planerar att radera ut fler små kratrar från månen och att ta bort andra funktioner, såsom vulkanutbrott, som kunde ha bidragit till att polerna flyttades.

"Det finns några saker som vi inte har tagit hänsyn till ännu, men en sak som vi ville påpeka är de där små kratrarna som folk har försummat, de spelar faktiskt roll, så det är huvudpoängen här", sa Sander Goossens, en planetforskare från Goddard som deltog i studien. + Utforska vidare

NASA Artemis1 för att bära ASU CubeSat ut i rymden