Nieuwe NASA Planet Hunter lanceert één week vanaf vandaag

Terwijl de maan rond onze planeet draait, staat de vertrouwde illusie van een menselijk gezicht dat op het maanoppervlak is gegraveerd - de zogenaamde "mens in de maan" - voortdurend tegenover de aarde. Maar er is eigenlijk een reden voor deze regeling, een die dateert uit de schepping van de maan, en een nieuwe studie onderzoekt waarom het bekende "gezicht" van de maan, en niet de met de krater bedekte verre zijde, naar ons kijkt.

De maan draait rond de aarde in wat wetenschappers een synchrone baan noemen, wat betekent dat het precies één keer ronddraait telkens wanneer het de planeet omcirkelt. Hoe en waarom de maan in deze baan terechtkwam, was iets van een mysterie, met sommige wetenschappers die suggereren dat de Man in de Maan tegenover ons staat als het resultaat van louter toeval.

In het nieuwe onderzoek ontdekte een onderzoeksteam onder leiding van Oded Aharonson, hoogleraar planetaire wetenschap aan het California Institute of Technology in Pasadena, Californië, dat de maan in zijn geschiedenis sneller draaide om zijn as, en de snelheid waarmee de maan vertraagd voordat het op slot ging in zijn huidige synchrone baan verklaart waarschijnlijk de kant die nu naar de aarde kijkt.

Terwijl de maan op een perfecte bol lijkt, is hij eigenlijk langwerpig, bijna als een voetbal. De maan vormde iets meer dan 4 miljard jaar geleden, en hoewel het nog grotendeels gesmolten was, werd het uitgerekt door de zwaartekracht van de aarde, verklaarden de onderzoekers.

Naarmate de maan afkoelde, hield het deze enigszins uitgerekte, langwerpige vorm. Momenteel wordt de mens in de maan gezien op een van de twee langwerpige uiteinden, en deze zijde wijst voortdurend naar de aarde terwijl de maan eenmaal per omwenteling rond de planeet rond zijn as draait. [Foto's: onze veranderende maan]

Maar een paar miljard jaar geleden draaide de maan sneller rond zijn as, aldus de onderzoekers. Gedurende deze tijd zouden mensen op aarde (als die op dat moment al bestonden) op verschillende tijdstippen alle verschillende kanten van de maan hebben gezien.

Na verloop van tijd trok de zwaartekracht van de aarde op de maan en vertraagde de rotatie ervan. Deze getijdekrachten creëerden ook een bewegende bobbel die bleef aan de kant die op dat moment het dichtst bij de aarde lag, aldus de onderzoekers. De uitstulping bleef wijzen naar de aarde toen de maan er doorheen draaide, waardoor het binnenste van de maan werd gekarnd, waardoor het uitzet en samentrok als de bolling van positie veranderde.

Al deze interne wrijvingen remden de rotatie van de maan totdat de rotatiesnelheid overeenkwam met de omwentelingssnelheid, waardoor deze in zijn huidige synchrone baan werd vergrendeld.

Door de fysica van de maan te analyseren, bepaalden de onderzoekers dat de snelheid waarmee de maan het draaien vertraagde, de kant van de maan bepaalde die naar de aarde wijst.

"Het echte toeval is niet dat de man tegenover de aarde staat," zei Aharonson in een verklaring. Integendeel, het grotere toeval is dat de maan het draaien net genoeg vertraagde om de zijkant van de maan met het waargenomen gezicht een lichte rand te geven.

Als deze energieverandering in een ander tempo plaatsvond - bijvoorbeeld, als het centrifugeren 100 keer sneller zou zijn dan dat het deed, zou er een 50-50 kans zijn geweest dat de Man in the Moon ons zou zien, aldus de onderzoekers.

Aharonson en zijn collega's gebruikten computersimulaties om deze kansen te onderzoeken. Omdat de feitelijke dissipatie van de maan veel langzamer was, had de Man in the Moon ongeveer twee-tegen-één de moeite om naar ons toe te kijken, waardoor het een onverwacht voordeel kreeg.

"De munt was geladen," zei Aharonson.

De onderzoekers simuleerden verschillende scenario's door de dissipatiegraad van de maan aan te passen. Soms waren ze in staat om de bergachtige kant van de maan ver weg te maken van de aarde, wat de impact van die snelheid van energieverandering aantoont.

Toch zijn deze modellen gebaseerd op de huidige maan. Als de maan eerder in de synchrone baan werd vastgezet dan in de laatste miljard jaar of zo, zou de kans op een nieuwe studie enigszins kunnen verschillen.

"In het verleden, toen de maan voor het eerst op slot ging, had het andere eigenschappen kunnen hebben", zei Aharonson.

De gedetailleerde bevindingen van de studie werden online gepubliceerd 27 februari in het tijdschrift Icarus.