На Луне обнаружили более ста тысяч новых кратеров

Ученые, используя методы машинного обучения, идентифицировали около 109 тысяч ранее неизвестных кратеров на поверхности Луны. Примерно для 19 тысяч из них удалось оценить время образования. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Кратеры занимают большую часть поверхности Луны. Они относятся к пяти лунным геологическим периодам — донектарскому, нектарскому, имбрийскому, эратосфенскому и коперниковскому, охватывающим в общей сложности около четырех миллиардов лет лунной истории.

Международный астрономический союз с 1919 года до сегодняшнего дня зарегистрировал 9137 лунных кратеров ударного происхождения. Для 1675 из них определен возраст, и его используют в качестве реперных значений для оценки путем анализа наложений относительного времени образования других кратеров.

Однако, методы ручной оценки и появившиеся в последнее время автоматические программы распознавания кратеров дают противоречивые результаты. В частности, неоднозначно трактуют кратеры неправильной формы, структуры, разрушенные со временем или образовавшиеся при наложении более молодых кратеров.

Китайские ученые из Университета Цзилинь и Китайской академии наук вместе с коллегами из Италии и Исландии использовали для идентификации лунных ударных кратеров данные орбитальных аппаратов "Чанъэ-1" и "Чанъэ-2" Лунной программы Китая, занимавшихся в 2007-2010 годах топографическим картированием и фотосъемкой поверхности Луны.

Эти аппараты сняли с разрешением 500, 120 и 7 метров всю поверхность спутника Земли. Крупномасштабные изображения позволяют отследить контуры крупных структур, а мелкомасштабные — понять детали строения мелких кратеров.

Для обработки изображений исследователи применили трансферный подход к машинному обучению, при котором полученные ранее знания используются компьютерными сетями для решения последующих задач. Авторы обучили глубокую нейронную сеть распознавать кратеры и определять их возраст на примере 7895 ранее идентифицированных и 1411 датированных объектов.

В результате система смогла идентифицировать на снимках "Чанъэ-1" и "Чанъэ-2" 109 956 новых кратеров в средних и низких широтах Луны. Это в десятки раз больше, чем было обнаружено за все предыдущее время.

Для 18 996 кратеров диаметром более восьми километров сеть определила время образования, которое важно для понимания истории всей Солнечной системы.

Система использовала морфологические и стратиграфические критерии определения возраста. Оказалось, что большая часть крупных кратеров, размером от 50 до 550 километров в диаметре, относится к самому раннему донектарскому периоду, закончившемуся примерно 4 миллиарда лет назад, а более мелкие кратеры приурочены в основном к нектарскому и коперниковскому периодам.

Ученые считают, что их результаты могут стать основой для создания новой базы данных о кратерах средних и низких широт Луны. Они также предполагают, что разработанный ими подход может быть применен к другими телами в Солнечной системе.