همه‌چیز با یک بررسی معمول برای کنترل کیفیت داده‌ها آغاز شد. رابرت واگنر (Robert Wagner)، متخصص پردازش تصاویر در مأموریت مدارگرد شناسایی ماه ناسا (Lunar Reconnaissance Orbiter؛ LRO)، هنگام بررسی نقشه‌ای گسترده از ماه روی صفحه رایانه خود، متوجه لکه‌ای روشن و غیرمعمول شد که هاله‌ای تیره آن را احاطه کرده بود. این الگو نشان می‌داد که مواد سطحی در آن منطقه دچار آشفتگی شده‌اند.

نمایی بزرگ‌نمایی‌شده از دهانه مک‌گچین (McGetchin) که در سمت چپ با دایره مشخص شده است و در کنار تصویری از وضعیت پیشین این منطقه در سمت راست قرار دارد. تصویر سمت چپ با استفاده از تصاویری تهیه شده که دوربین زاویه‌باز مدارگرد شناسایی ماه ناسا (Lunar Reconnaissance Orbiter Wide-Angle Camera) در تابستان ۲۰۲۵ ثبت کرده است؛ تصویر سمت راست نیز بر اساس تصاویری است که در بهار ۲۰۱۱ گرفته شده‌اند.

نقطه سفیدرنگ، خودِ دهانه نیست، بلکه مواد پرتاب‌شده از دهانه است که در اثر برخورد جرمی سنگی، احتمالاً به اندازه یک ساختمان سه تا شش طبقه، با سطح ماه ایجاد شده است. این برخورد بین ۱۱ آوریل تا ۲۲ مه ۲۰۲۴ رخ داده و دانشمندان در ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۶ در دو مقاله منتشرشده در مجله Science Advances آن را رویدادی دانسته‌اند که تقریباً یک‌بار در هر قرن رخ می‌دهد.

واگنر با مقایسه تصاویر مربوط به پیش و پس از این تغییر دریافت که یک دهانه برخوردی تازه در سطح ماه شکل گرفته است؛ کشفی که دانشمندان آن را در سپتامبر ۲۰۲۶ در دو مقاله در نشریه Science Advances گزارش کردند. این دهانه بعدها به‌طور رسمی مک‌گچین (McGetchin) نام گرفت؛ نامی به افتخار تام مک‌گچین (Tom McGetchin)، از دانشمندان پیشگام در مطالعات ماه.

این کشف ارزش داده‌های مدارگرد شناسایی ماه ناسا را در مطالعه سطح پویای ماه نشان می‌دهد؛ سطحی که همچنان تحت تأثیر برخورد اجرام فضایی قرار دارد.

برخوردی که یک دهانه ۲۲۲ متری ایجاد کرد

دهانه مک‌گچین در بخش شرقی لبه ماه، در فاصله زمانی بین ۱۱ آوریل تا ۲۲ مه ۲۰۲۴ شکل گرفته است. دانشمندان معتقدند یک دنباله‌دار یا سیارک با ابعادی در حدود یک ساختمان سه تا شش طبقه با سطح ماه برخورد کرده است.

این برخورد دهانه‌ای با قطر حدود ۷۲۸ فوت، معادل ۲۲۲ متر ایجاد کرده است؛ قطری که تقریباً با طول دو زمین فوتبال برابری می‌کند.

عمق دهانه نیز حدود ۱۴۱ فوت، معادل ۴۳ متر است؛ عمقی که به گفته ناسا می‌تواند سه اتوبوس مدرسه را که به‌صورت عمودی روی یکدیگر قرار گرفته‌اند، در خود جای دهد.

دانشمندان برآورد می‌کنند برخوردهایی با این ابعاد روی ماه تقریباً هر یک قرن یک‌بار یا حتی با فاصله زمانی بیشتر رخ می‌دهند.

ماه همچنان در معرض برخورد اجرام فضایی است

مدارگرد شناسایی ماه بیش از ۱۷ سال است که در مدار ماه فعالیت می‌کند و با استفاده از هفت ابزار علمی خود، اطلاعاتی درباره توپوگرافی، ترکیب سطح، دما و محیط تابشی ماه جمع‌آوری کرده است.

تیم LRO تاکنون دست‌کم ۱۰۰۰ دهانه برخوردی جدید را در طول مأموریت شناسایی کرده و حدود ۱۰۰ هزار تغییر دیگر را نیز در سطح ماه ثبت کرده است؛ تغییراتی که می‌توانند بر اثر برخورد یک جرم با ماه یا پراکنده‌شدن موادی که پس از برخورد به اطراف پرتاب شده‌اند، ایجاد شده باشند.

ماه برخلاف زمین فاقد جوی است که بتواند اجرام ورودی را به میزان قابل‌توجهی کند یا آنها را پیش از برخورد بسوزاند. به همین دلیل، سنگ‌های فضایی می‌توانند به‌راحتی به سطح ماه برسند.

بیشتر این اجرام البته بسیار کوچک‌تر از جسمی هستند که دهانه مک‌گچین را ایجاد کرده است.

کوچک‌ترین دهانه‌هایی که دانشمندان می‌توانند در تصاویر LRO تشخیص دهند، حدود ۳۰ فوت، معادل ۹ متر قطر دارند. این دهانه‌ها ممکن است بر اثر برخورد سنگ‌هایی با عرض حدود ۴۳ اینچ، معادل ۱٫۱ متر ایجاد شده باشند.

دانشمندان تخمین می‌زنند برخوردهایی در این مقیاس، سالانه حدود ۱۴۰ دهانه جدید در سراسر ماه ایجاد کنند. بیشتر برخوردهای جدید اما به‌وسیله ذرات بسیار کوچک‌تری رخ می‌دهند که دهانه‌هایی به وجود می‌آورند که در تصاویر مداری قابل تشخیص نیستند.

اثر برخورد فراتر از خود دهانه

LRO با ابزارهای مختلف خود می‌تواند تغییراتی را در سطح ماه آشکار کند که صرفاً از طریق تصاویر دوربین LROC قابل مشاهده نیستند.

پس از کشف دهانه مک‌گچین، دانشمندانی که با ابزار حرارتی Diviner کار می‌کنند، مشاهدات تکمیلی از این منطقه انجام دادند.

آنها دریافتند منطقه‌ای با پهنای حدود ۴ مایل، معادل ۶٫۴ کیلومتر در اطراف دهانه، در طول شب تقریباً ۱۶ درجه فارنهایت، معادل ۹ درجه سلسیوس، سردتر از محیط اطراف است.

پژوهشگران در مقاله دیگری که در Science Advances منتشر شد، توضیح دادند که این کاهش دما با تغییر وضعیت رگولیت (Regolith) در اثر برخورد ارتباط دارد.

بر اثر برخورد، رگولیت اطراف دهانه دچار آشفتگی شده و ساختاری سست‌تر و کم‌چگال‌تر پیدا می‌کند. در نتیجه، توانایی آن برای حفظ گرما کاهش می‌یابد.

گستردگی این ناحیه سرد برای دانشمندان اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا نشان می‌دهد برخورد یک جرم می‌تواند سطح ماه را در محدوده‌ای بسیار فراتر از خود دهانه تغییر دهد.

این تغییرات فیزیکی حتی می‌توانند بر نحوه تعامل چرخ‌های ماه‌نوردها با سطح ماه تأثیر بگذارند.

این مجموعه تصاویر متحرک، منطقه‌ای در لبه شرقی ماه را پیش و پس از شکل‌گیری دهانه مک‌گچین (McGetchin) نشان می‌دهد؛ دهانه‌ای که زمانی بین ۱۱ آوریل تا ۲۲ مه ۲۰۲۴ در این منطقه ایجاد شده است.تصویر پس از برخورد با استفاده از داده‌های ثبت‌شده توسط ابزار حرارتی Diviner، نصب‌شده روی مدارگرد شناسایی ماه ناسا (LRO)، بین ۱۵ نوامبر ۲۰۲۵ تا ۱۸ فوریه ۲۰۲۶ تهیه شده است. دانشمندان پس از آنکه این دهانه را در تصاویر نور مرئی ثبت‌شده توسط دوربین زاویه‌باز LRO شناسایی کردند، داده‌های حرارتی آن را نیز بررسی کردند. دماهای پیش از برخورد از مجموعه تصاویر موزاییکی با وضوح بالا و سراسری Diviner (GHRM) به دست آمده‌اند. نوار آبی تیره‌ای که در تصویر ظاهر می‌شود، یک «ناحیه سرد» (Cold Spot) به عرض حدود ۴ مایل (۶٫۴ کیلومتر) را در اطراف دهانه نشان می‌دهد. دمای این ناحیه در طول شب حدود ۱۶ درجه فارنهایت (۸٫۹ درجه سانتی‌گراد) کمتر از مناطق اطراف است.

این کاهش دما به این دلیل رخ می‌دهد که برخورد، رگولیت (Regolith) اطراف دهانه را به‌هم می‌زند و آن را متخلخل‌تر و کم‌چگال‌تر می‌کند؛ در نتیجه، این مواد توانایی کمتری برای نگه‌داشتن گرما دارند. نقاط قرمز و زرد نیز مناطقی را نشان می‌دهند که معمولاً با سنگ‌های بیرون‌آمده از لایه‌های زیرین در اثر برخوردهای بسیار قدیمی مرتبط هستند. این سنگ‌ها، اگرچه مانند محیط اطراف همچنان دمایی بسیار پایین دارند، در طول شب اندکی گرم‌تر باقی می‌مانند.

بیشتر بخوانید:

دهانه برخوردی ولف کریک (Wolfe Creek)

دهانه‌ برخوردی شهاب

شهاب‌سنگ چینگِتی؛ افسانه یا واقعیت؟

کندریت CI در خاک ماه شناسایی شد

مسیر کشف دهانه مک‌گچین

سامانه تصویربرداری LROC از ارتفاعی حدود ۶۰ مایل، معادل ۹۷ کیلومتر از سطح ماه تصویربرداری می‌کند. این سامانه شامل دو دوربین برای ثبت تصاویر سیاه‌وسفید با وضوح بالا و یک دوربین با وضوح متوسط برای تصویربرداری چندطیفی است.

دانشمندان طی سال‌ها و پس از هزاران گذر LRO از روی ماه، نقشه‌هایی با جزئیات بسیار زیاد از سطح آن تهیه کرده‌اند. این داده‌ها امکان شناسایی عوارضی مانند دهانه‌های جدید، زمین‌لغزش‌ها، محل فرود فضاپیماها، گسل‌های لرزه‌ای و حتی نشانه‌هایی از لوله‌های گدازه‌ای را فراهم کرده‌اند.

دانشمندان LROC به‌طور منظم تصاویر نزدیک از بخش‌های کوچک سطح ماه را که توسط دوربین زاویه باریک (Narrow-Angle Camera؛ NAC) گرفته شده‌اند، بررسی می‌کنند. این تصاویر برای جست‌وجوی تغییراتی با ابعاد معمولاً کمتر از ۳۰ فوت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نمایی سراسری از ماه که با کنار هم قرار دادن صدها تصویر ثبت‌شده توسط دوربین زاویه‌باز (Wide-Angle Camera) مدارگرد شناسایی ماه ناسا (LRO)   تهیه شده است.

پیکان سیاه در سمت چپ مرکز تصویر، به دهانه مک‌گچین (McGetchin) اشاره می‌کند

اما هر چند سال یک‌بار، تیم LROC برای یافتن عوارض بزرگ‌تر از حدود ۱۵۰ فوت، معادل ۴۶ متر، نقشه‌های گسترده‌ای از ماه تهیه و آنها را با نقشه‌های قدیمی‌تر مقایسه می‌کند.

رابرت واگنر در ۲۴ اکتبر ۲۰۲۵ در جریان یکی از همین بررسی‌ها با دهانه مک‌گچین مواجه شد.

او با استفاده از تصاویر دوربین زاویه باز WAC، صدها تصویر مربوط به «پیش از تغییر» و «پس از تغییر» را با استفاده از نرم‌افزاری ویژه روی یکدیگر قرار داد. در این روش، مناطقی که بدون تغییر باقی مانده بودند به رنگ خاکستری دیده می‌شدند و تغییرات به صورت لکه‌های روشن یا تیره ظاهر می‌شدند.

با این حال، شناسایی دهانه‌های واقعی به بررسی دستی زیادی نیاز دارد. نرم‌افزار تقریباً هر تغییر جزئی در نورپردازی یا سایه‌ها را نیز به‌عنوان یک تغییر احتمالی ثبت می‌کند و در نتیجه هشدارهای اشتباه زیادی ایجاد می‌شود.

واگنر برای بررسی این موارد به دنبال هاله‌های کوچک و محوی در اطراف نقاط روشن می‌گشت؛ الگوهایی که می‌توانند نشان‌دهنده پراکنده‌شدن رگولیت در اطراف یک دهانه برخوردی تازه باشند.

اما الگوی مربوط به مک‌گچین بسیار بزرگ‌تر از موارد معمول بود و بلافاصله توجه او را جلب کرد.

بررسی دقیق‌تر با دوربین زاویه باریک

پس از کشف اولیه، دانشمندان به سراغ دوربین زاویه باریک رفتند. این دوربین تصاویر بسیار دقیق‌تری با تفکیک‌پذیری حدود ۳ فوت، معادل ۹۰ سانتی‌متر، در هر پیکسل ثبت می‌کند.

تصاویر نزدیک‌تری که هنگام عبور دوباره LRO از محل برخورد گرفته شدند، اندازه و شکل دهانه و همچنین تأثیر برخورد بر زمین‌های اطراف را آشکار کردند.

این تصاویر همچنین به پژوهشگران کمک کردند تا اندازه و انرژی جسمی را که دهانه را ایجاد کرده بود، تخمین بزنند؛ جزئیاتی که قرار است در پژوهش دیگری در آینده منتشر شوند.

کشفی که اهمیت داده‌های LRO را نشان می‌دهد

دهانه مک‌گچین نمونه‌ای از توانایی داده‌های چندین ساله مدارگرد شناسایی ماه برای آشکارکردن تغییرات جدید در سطح ماه است.

برخوردی که بین آوریل و مه ۲۰۲۴ رخ داد، در تصاویر «قبل» و «بعد» به صورت الگویی مشخص از مواد پرتاب‌شده در اطراف محل برخورد آشکار شد.

بررسی‌های بعدی نیز نشان دادند که اثر این رویداد تنها به ایجاد یک دهانه محدود نشده است. برخورد، رگولیت اطراف دهانه را نیز تغییر داده و یک ناهنجاری حرارتی گسترده در اطراف آن ایجاد کرده است.

نمایی نزدیک و از بالا از دهانه مک‌گچین (McGetchin) که در ۵ دسامبر ۲۰۲۵ توسط دوربین زاویه‌باریک مدارگرد شناسایی ماه ناسا (LRO Narrow-Angle Camera؛ NAC) ثبت شده است. پس از آنکه این دهانه در ۲۴ اکتبر ۲۰۲۵ در تصاویر سراسری ثبت‌شده توسط دوربین زاویه‌باز LRO (WAC) شناسایی شد، دانشمندان به سراغ دوربین NAC رفتند که تصاویر بسیار دقیق‌تری را با وضوح حدود ۳ فوت (تقریباً ۹۰ سانتی‌متر) در هر پیکسل ثبت می‌کند

کشف مک‌گچین نشان می‌دهد که حتی در سطح ماه که تصور می‌شود محیطی نسبتاً ثابت دارد، برخورد اجرام فضایی همچنان در حال تغییر دادن سطح آن است. داده‌های LRO به دانشمندان اجازه می‌دهند این تغییرات را با مقایسه تصاویر ثبت‌شده در دوره‌های مختلف شناسایی و مطالعه کنند.

منبع:   (NASA Science)