Ретельне дослідження виявило, що внутрішнє ядро Місяця насправді є твердою кулькою, щільність якої подібна до заліза. Дослідники сподіваються, що це допоможе вирішити тривалу дискусію про те, тверда чи розплавлена внутрішня частина Місяця, і призведе до більш точного розуміння історії Місяця – і, відповідно, Сонячної системи.
«Наші результати, — пише група під керівництвом астронома Артура Бріо з Французького національного центру наукових досліджень у Франції, — ставлять під сумнів еволюцію магнітного поля Місяця завдяки його демонстрації існування внутрішнього ядра та підтверджують глобальний переворот мантії. сценарій, який дає суттєве уявлення про хронологію бомбардування Місяця в перший мільярд років Сонячної системи».
Зондування внутрішнього складу об’єктів у Сонячній системі найефективніше здійснюється за допомогою сейсмічних даних. Те, як акустичні хвилі, створені під час землетрусів, проходять і відбиваються від матеріалу всередині планети чи місяця, може допомогти вченим створити детальну карту внутрішньої частини об’єкта.
У нас є місячні сейсмічні дані, зібрані місією «Аполлон», але їх роздільна здатність надто низька, щоб точно визначити стан внутрішнього ядра. Ми знаємо, що існує текуче зовнішнє ядро , але те, що воно охоплює, залишається предметом дебатів. Моделі твердого внутрішнього ядра та повністю рідкого ядра однаково добре працюють із даними Apollo.
Щоб з’ясувати це раз і назавжди, Бріо та його колеги зібрали дані космічних місій і експериментів з лазерним визначенням дальності Місяця, щоб скласти профіль різних характеристик Місяця. До них відносяться ступінь його деформації через гравітаційну взаємодію із Землею, зміна його відстані від Землі та його щільність.
Потім вони провели моделювання з різними типами керна, щоб знайти той, який найбільше відповідає даним спостережень.
Вони зробили кілька цікавих знахідок. По-перше, моделі, які найбільше нагадують те, що ми знаємо про Місяць, описують активне перекидання глибоко всередині місячної мантії. Це означає, що більш щільний матеріал всередині Місяця падає до центру, а менш щільний матеріал піднімається вгору. Ця діяльність давно пропонувалася як спосіб пояснити присутність певних елементів у вулканічних регіонах Місяця. Дослідження команди додає ще один пункт до підрахунку доказів.
І вони виявили, що місячне ядро дуже схоже на земне – із зовнішнім шаром рідини та твердим внутрішнім ядром. Згідно з їх моделюванням, зовнішнє ядро має радіус приблизно 362 кілометри, а внутрішнє ядро має радіус приблизно 258 кілометрів. Це приблизно 15 відсотків від усього радіуса Місяця.
Команда виявила, що внутрішнє ядро також має щільність близько 7822 кілограмів на кубічний метр. Це дуже близько до густини заліза.
Цікаво, що в 2011 році команда під керівництвом планетолога NASA Marshall Рене Вебер знайшла подібний результат, використовуючи найсучасніші на той час сейсмологічні методи на основі даних Аполлона для вивчення місячного ядра. Вони знайшли докази існування твердого внутрішнього ядра з радіусом близько 240 кілометрів і щільністю близько 8000 кілограмів на кубічний метр.
Бріо та його команда кажуть, що їхні результати є підтвердженням цих попередніх висновків і є досить вагомими аргументами на користь схожого на Землю місячного ядра. І це має деякі цікаві наслідки для еволюції Місяця.
Ми знаємо, що незабаром після свого формування Місяць мав потужне магнітне поле, яке почало слабшати приблизно 3,2 мільярда років тому. Таке магнітне поле створюється рухом і конвекцією в ядрі, тому те, з чого складається місячне ядро, глибоко стосується того, як і чому магнітне поле зникло.
Враховуючи надію людства повернутися на Місяць у відносно короткий термін, можливо, нам не доведеться довго чекати сейсмічної перевірки цих знахідок.
Дослідження опубліковано в Nature.
