Eine neuartige Methode nutzt Schwerkraftdaten, um zu bestimmen, wo Dichteanomalien im Inneren planetarer Körper liegen

Es ist nicht einfach, Planeten oder Monde in- und auswendig kennenzulernen. Wie die Erde und ihr Mond sind viele Himmelskörper vielschichtig und können anomale innere Merkmale aufweisen, die die komplexe Geschichte ihrer Entstehung, Kollisionen mit anderen Körpern und die fortlaufende Planetendynamik widerspiegeln.

Mithilfe von Schwerkraftdaten können anomale Strukturen im Inneren von Planeten und Monden entdeckt werden, die im Vergleich zu ihrer Umgebung eine unterschiedliche Dichte aufweisen. Oberhalb solcher Dichteanomalien ist die Schwerkraft, die auf in der Nähe fliegende Raumfahrzeuge wirkt, höher oder niedriger als an anderen Orten.

Rechentechniken, die als Schwerkraftinversionen bekannt sind, bringen Unterschiede in der Schwerkraftbeschleunigung mit Unterschieden in der inneren Dichtestruktur in Zusammenhang. Jetzt stellen Kristel Izquierdo und Kollegen eine neuartige Technik vor, die Forschern helfen könnte, aus den von umlaufenden Raumfahrzeugen gemessenen Schwerkraftbeschleunigungsdaten auf die globale Struktur eines Planeten oder Mondes zu schließen. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Erd- und Weltraumwissenschaften.

Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ermöglicht die neue Technik mit dem Namen THeBOOGIe (kurz für transdimensionale hierarchische bayesianische objektorientierte Schwerkraftinversion) mehr Flexibilität bei der Eingabe bekannter geologischer und geografischer Daten und erfordert nicht, dass Forscher einen interessierenden Tiefenbereich oder Informationen eingeben auf einer bekannten internen Dichteschnittstelle.

THeBOOGIe wendet einen bayesianischen statistischen Ansatz an, der mit einem zufällig generierten Modell des Inneren eines Planeten oder Mondes beginnt. Das Modell wird dann durch Hunderttausende Iterationen verfeinert, bis es am besten zu den eingegebenen gravitativen, geologischen und geografischen Daten passt.

Die Forscher testeten den Ansatz, indem sie ihn anwandten, um die innere Struktur des Mondes mithilfe synthetischer Gravitationsdaten zu bestimmen, die für echte Monddaten repräsentativ waren. Sie fanden heraus, dass die Technik die Lage und Breite von Dichteanomalien in der Mondkruste und im Mondmantel korrekt identifizierte. Allerdings wurde die vertikale Dicke der Krustenanomalien überschätzt.

Die Forscher weisen darauf hin, dass THeBOOGIe, das durch zusätzliche Arbeiten verfeinert werden könnte, gut geeignet ist, Modelle des Planeteninneren auf der Grundlage seismischer Daten zu ergänzen und die inneren Merkmale kleinerer Körper ohne eine perfekt geschichtete Struktur zu bestimmen. Sie weisen auch darauf hin, dass die Flexibilität und statistische Stärke von THeBOOGIe Wissenschaftlern dabei helfen könnte, das Innere von Planeten und Monden zu visualisieren, für die seismische und geophysikalische Daten fehlen.

Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, erneut veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichte Hier.