科學家對形成月球最大且最古老撞擊坑的劇烈事件有了新的了解，這項發現將有助於未來阿爾忒彌斯太空人探索月球最深層的秘密。
這些發現來自兩項由美國西南研究院（Southwest Research Institute）NASA太陽系探索研究虛擬研究所內的月球起源與演化中心（CLOE）部分研究人員領導的相關研究。這兩項研究共同揭示了巨大南極-艾肯（South Pole-Aitken，SPA）盆地的形成過程，以及目前可能存在的珍貴月球物質位置。
探索月球最大撞擊盆地
南極-艾肯盆地位於月球背面，是太陽系中保存最古老的結構之一。由於其龐大規模與悠久歷史，科學家視其為月球早期歷史的獨特紀錄。該盆地附近區域也被考慮作為未來NASA阿爾忒彌斯任務的月球南極著陸點。
「這個盆地為科學家提供了難得的機會來研究月球最早期的歷史，」CLOE主任、科羅拉多博爾德西南研究院科學主管威廉·博特克博士說。他也是這兩項研究的共同作者。「這次撞擊力道強大，可能挖掘出月球深處的物質，包括月球地函的部分岩石。」
為了更深入了解該事件，研究人員利用先進電腦模擬重現了形成SPA盆地的古老撞擊。模擬結果顯示，一個來自北方、向南移動的天體以淺角度撞擊月球表面。
根據模擬，這種低角度撞擊解釋了盆地獨特的細長且逐漸收斂的形狀。
「我們的模擬成功重現了撞擊盆地的形狀與特徵，也告訴我們造成撞擊的天體特性及撞擊方向，」普渡大學的若田茂博士說，他是SPA撞擊研究的主要作者。
撞擊天體的分化證據
模擬顯示，造成撞擊的天體並非單純岩石塊，而很可能是一個具有鐵核、外包覆岩石物質的分化天體，類似小型原行星或分化小行星。
當該天體撞擊月球時，挖掘出一個深且不均勻的凹洞，並產生強烈熱量使盆地中心的岩石熔化。撞擊同時將大量月球地殼與地函物質拋射到太空中，這些物質大部分最終落回並堆積於盆地內。
月球地函物質分布於阿爾忒彌斯區域附近
第二項研究聚焦於這些拋射物質在盆地內外的分布。研究團隊利用高解析度重力測量及同時考慮地殼與地函物質的模型，發現SPA盆地很可能含有大量來自月球地函的岩石。
分析顯示，地函來源的物質混合分布於盆地及其周圍的拋射物覆蓋層中。後續撞擊可能挖掘這些埋藏的沉積物，並將部分暴露於表面，未來機器人任務及太空人有望直接接觸這些物質。
「地函物質的精確分布一直是重大未知，」亞利桑那大學的加布里埃爾·高曼博士說，他是基於重力研究的主要作者。「我們的模型顯示SPA撞擊拋射了足夠多的深層物質，形成重要沉積，至今仍可取得。更重要的是，部分物質可能存在於阿爾忒彌斯著陸區域的微量範圍內。」
未來月球探索的新目標
過去認為，撞擊挖掘的最深物質可能集中在遠離月球南極的盆地區域，但新模擬與重力分析呈現不同圖像。
研究人員發現，含地函物質的沉積可能分布於月球南極部分區域，包括未來阿爾忒彌斯太空人可能造訪並研究的地點。
「撞擊與重力模擬結合為我們提供了強大指引，」博特克說。「它不僅告訴我們SPA盆地如何形成，也指明尋找能解答月球起源與演化重大問題的岩石位置。」
「一個向南移動的分化撞擊天體形成月球南極-艾肯撞擊盆地的錐形形狀」一文發表於《科學進展》（Science Advances）。另一篇探討盆地重力與拋射物結構的論文「南極-艾肯盆地拋射物中月球地函物質的重力映射」則刊登於《地球物理研究期刊：行星》（Journal of Geophysical Research: Planets）。
資料來源：西南研究院。內容經過風格與篇幅調整。
