همه چیز با یک بررسی روتین کیفیت داده شروع شد. اما وقتی رابرت واگنر، دانشمند مدارگرد شناسایی ماه (LRO) ناسا، نقشه بزرگی از ماه را روی صفحه کامپیوتر خود اسکن میکرد، نقطه روشن غیرعادی بزرگ محاصره شده توسط هالهای تیره توجه او را جلب کرد، زیرا نشان میداد که مواد سطحی در آن منطقه جابهجا شده است.
«فقط ایستادم، همه کارها را رها کردم و شروع به بررسی اینکه آن نقطه چیست کردم»، گفت واگنر، متخصص پردازش تصویر از شرکت Intuitive Machines که با دادههای سیستم دوربین مدارگرد شناسایی ماه (LROC) کار میکند.
با مقایسه تصاویر قبل و بعد از ماه، واگنر دریافت که او بزرگترین دهانه برخوردی تازه تشکیلشدهای را که تاکنون در منظومه شمسی یافت شده است کشف کرده است، همانطور که دانشمندان در روز چهارشنبه در مجله Science Advances گزارش کردند. این کشف ارزش دادههای مدارگرد ماه ناسا را در مطالعه چشماندازی پویا در حالی که این آژانس حضور انسانی پایدار و فعالیتهای علمی و تجاری گستردهتری را در ماه پیش میبرد، برجسته میکند.
این دهانه رسماً به نام مکگتچین به افتخار تام مکگتچین، دانشمند پیشگام ماه، نامگذاری شد و در لبه شرقی ماه بین ۱۱ آوریل و ۲۲ مه ۲۰۲۴ پس از برخورد یک دنبالهدار یا سیارک به اندازه ساختمانی سه تا شش طبقه به سطح شکل گرفت.
این برخورد دهانهای با عرض ۷۲۸ فوت ایجاد کرد که طول آن برابر با دو زمین فوتبال است. و با عمق ۱۴۱ فوت، این دهانه میتواند سه اتوبوس مدرسه زرد رنگ را که به صورت عمودی روی هم قرار گرفتهاند، در خود جای دهد.
دانشمندان تخمین میزنند که برخوردی با این شدت حدوداً یک بار در قرن یا حتی بیشتر در ماه رخ میدهد.
بیش از ۱۷ سال است که LRO در حال گردش به دور ماه است و از هفت ابزار خود برای نقشهبرداری توپوگرافی، ترکیب سطح، دما و محیط تشعشعی آن استفاده میکند. تیم فضاپیما حداقل ۱۰۰۰ دهانه برخوردی جدید را در طول مأموریت شناسایی کرده و ۱۰۰,۰۰۰ تغییر سطحی دیگر را ناشی از برخورد شیئی به ماه یا بقایای پرتاب شده پس از آن علامتگذاری کرده است.
بدون جوّی برای کند کردن یا سوزاندن آنها، سنگهای فضایی و سایر اجسام به راحتی به سطح ماه میرسند. اکثر آنها در مقایسه با جسمی که دهانه مکگتچین را ایجاد کرد بسیار کوچکتر هستند. کوچکترین دهانههایی که دانشمندان میتوانند از تصاویر LRO تشخیص دهند حدود ۳۰ فوت عرض دارند، به طول یک ساختمان سه طبقه که به پهلو خوابیده باشد، که توسط سنگهایی با عرض حدود ۴۳ اینچ، به اندازه لاستیک یک کامیون هیولا، ایجاد شدهاند. دانشمندان تخمین میزنند که برخوردهایی با این مقیاس سالانه حدود ۱۴۰ دهانه جدید در سراسر ماه تولید میکنند. اما اکثر موارد جدید توسط پرتابههای میکروسکوپی ایجاد میشوند که سوراخهایی به جا میگذارند که در تصاویر مداری قابل شناسایی نیستند.
با ابزارهای متعدد خود، فضاپیما میتواند تغییرات سطح ماه را مشاهده کند که در تصاویر LROC به تنهایی آشکار نیستند. پس از کشف دهانه، دانشمندانی که با ابزار حرارتی LRO، یعنی Diviner، کار میکردند، مشاهدات پیگیری از محل انجام دادند. آنها ناحیهای به عرض ۴ مایل اطراف دهانه یافتند که در شب حدود ۱۶ درجه فارنهایت خنکتر از محیط اطرافش است.
در مقاله دوم منتشر شده در روز چهارشنبه در همان مجله، پژوهشگران میگویند که خنک شدن به این دلیل رخ میدهد که برخورد باعث شل شدن رگولیت اطراف دهانه میشود و آن را کمتراکمتر و در نتیجه کمتر قادر به نگهداری گرما میکند.
گسترش زیاد این «نقطه سرد» شگفتانگیز است، زیرا نشان میدهد که برخوردها میتوانند سطح ماه را فراتر از خودِ دهانه نیز تغییر دهند. این تغییرات فیزیکی ممکن است بر نحوه تعامل چرخهای کاوشگر با سطح تأثیر بگذارد.
سیستم LROC تصاویری را از ارتفاع حدود ۶۰ مایلی بالای ماه جمعآوری میکند در حالی که LRO از قطب شمال به قطب جنوب حرکت میکند. این سیستم شامل دو دوربین است که تصاویر سیاه و سفید با وضوح بالا ثبت میکنند و یک دوربین برای تصاویر طیفی چندگانه با وضوح متوسط. در طول سالها و هزاران عبور، دانشمندان نقشههایی با جزئیات کافی ساختهاند که نه تنها دهانههای جدید، بلکه ریزشهای زمینی، فرودگاهها، گسلهای لرزهای و حتی نشانههایی از لولههای گدازه را نیز شناسایی کنند.
دانشمندان LROC به طور منظم تصاویر نزدیک از بخشهای کوچکی از سطح ماه که توسط دوربین زاویه باریک گرفته شدهاند را تحلیل میکنند. با استفاده از این تصاویر، آنها به دنبال تغییراتی هستند که معمولاً کمتر از ۳۰ فوت عرض دارند. اما هر چند سال یکبار، تیم به دنبال ویژگیهای بزرگتر (پهنتر از ۱۵۰ فوت) میگردد و با ساخت نقشههای جهانی ماه و مقایسه آنها با نسخههای قدیمیتر این کار را انجام میدهد.
واگنر در ۲۴ اکتبر ۲۰۲۵ دقیقاً همین کار را انجام میداد که با مکگتچین مواجه شد. با استفاده از تصاویر دوربین زاویه باز LROC، که نمای گستردهای با پیکسلهایی به اندازه زمینهای فوتبال ثبت میکند، او صدها فریم «قبل» و «بعد» را با نرمافزاری طراحی شده برای برجسته کردن تغییرات روی هم قرار داد. هر چیزی که ثابت مانده بود خاکستری شد در حالی که هر چیزی متفاوت به صورت لکههای روشن یا تیره ظاهر شد.
اگرچه این فرآیند ساده به نظر میرسد، اما شناسایی دهانههای واقعی نیاز به کار دستی زیادی دارد. نرمافزار هر تغییر کوچک در نور یا سایه را علامتگذاری میکند و صدها هشدار کاذب تولید میکند. به همین دلیل، واگنر معمولاً خروجی نرمافزار را تأیید میکند و به دنبال هالههای کوچک و مبهم اطراف نقاط روشن پیکسلی میگردد که نشاندهنده پاشش رگولیت اطراف یک دهانه جدید است.
با پوشش صدها پیکسل، مکگتچین بلافاصله متمایز بود. «این تا حد زیادی واضحترین الگوی بقایای برخوردی بود که من تاکنون در یکی از این تصاویر دیدهام»، گفت واگنر.
پس از کشف او، دانشمندان به دوربین زاویه باریک روی آوردند که نماهای بسیار تیزتری با دقت حدود ۳ فوت در هر پیکسل ارائه میدهد. تصاویر نزدیک این دوربین، که هنگام پرواز مجدد LRO بر فراز محل برخورد گرفته شدند، اندازه، شکل دهانه و نحوه تأثیرپذیری زمین اطراف را آشکار کردند. این تصاویر همچنین به پژوهشگران کمک کردند تا اندازه و نیروی قطعه سنگی که دهانه جدید را تشکیل داد تخمین بزنند، جزئیاتی که انتظار میرود در مقالهای آینده منتشر شوند.
زیرنویس تصویر بنر: نمای بزرگنماییشده از ماه، با بقایای اطراف دهانه مکگتچین که به صورت نقطه سفیدی محاصره شده توسط هالهای تیره درست در سمت راست مرکز تصویر (علامتگذاری شده با فلشهای سیاه) دیده میشود. این نمایی است که رابرت واگنر در ۲۴ اکتبر ۲۰۲۵ در حین یک بررسی روتین کیفیت داده دید. واگنر متخصص پردازش تصویر برای دوربین مدارگرد شناسایی ماه ناسا، سیستمی متشکل از سه دوربین، است. با استفاده از تصاویر دوربین زاویه باز (WAC)، که نمای گستردهای با پیکسلهایی به اندازه زمینهای فوتبال آمریکایی ثبت میکند، او صدها تصویر گرفته شده توسط WAC در طی چند سال گذشته را با نرمافزاری طراحی شده برای برجسته کردن تغییرات روی هم قرار داد. هر چیزی که ثابت مانده بود خاکستری است؛ هر چیزی که تغییر کرده بود به صورت لکههای روشن یا تیره ظاهر شد. نوارها در تصویر ناشی از تغییرات جزئی در نور بین تصاویر قدیمیتر و جدیدتر است. این ترکیب تصویری ناحیهای از ماه را با قطر تقریبی ۹۰۰ مایل نشان میدهد.