Нове дослідження виявило, що внутрішнє ядро Місяця є твердою кулею із щільністю, подібною до заліза, що допомагає вирішити тривалу дискусію про структуру місячних надр та прояснює еволюцію нашого небесного супутника.
Дослідження провела команда під керівництвом астронома Артура Бріо з Національного центру наукових досліджень у Франції. Їхні результати опубліковані в журналі Nature. Учені комбінували дані космічних місій і експериментів з лазерного зондування Місяця. Вони аналізували кілька характеристик, включаючи ступінь деформації Місяця від гравітації Землі.
“Наші результати ставлять під сумнів еволюцію магнітного поля Місяця завдяки демонстрації існування внутрішнього ядра,” – пише команда Бріо. Вони додають, що ці відкриття “підтримують сценарій глобального перевертання мантії, який дає суттєве уявлення про хронологію бомбардування Місяця в перший мільярд років існування Сонячної системи”.
Вивчення внутрішньої структури Місяця найкраще здійснюється через сейсмічні дані. Однак існуючі сейсмічні дані місії “Аполлон” мають недостатню роздільну здатність для однозначних висновків. Вони підтверджують наявність рідкого зовнішнього ядра, але не дають чіткого розуміння його вмісту.
Методологія та ключові результати
Бріо та колеги створили комп’ютерні моделі з різними типами ядра. Вони визначали, які моделі найбільше відповідають спостереженням. Дослідники проаналізували зміни відстані Місяця від Землі та інші параметри. Так вони отримали детальну картину внутрішньої структури нашого супутника.
Результати показали, що моделі, які найкраще описують Місяць, передбачають активне перевертання в глибині місячної мантії. Це означає, що щільніший матеріал опускається до центру. Натомість легший матеріал піднімається догори. Така динаміка пояснює наявність певних елементів у вулканічних регіонах Місяця.
Дослідники виявили, що місячне ядро нагадує земне. Воно має зовнішній рідкий шар і тверде внутрішнє ядро. За їхніми розрахунками, зовнішнє ядро має радіус близько 362 кілометрів. Внутрішнє ядро сягає близько 258 кілометрів у радіусі. Це становить приблизно 15 відсотків від загального радіуса Місяця.
Щільність внутрішнього ядра становить близько 7,822 кілограмів на кубічний метр. Це дуже близько до щільності заліза.
“Наші висновки підтверджують гіпотезу, що Місяць має внутрішню структуру, подібну до Землі, але в менших масштабах,” – зазначають дослідники.
Підтвердження попередніх досліджень та перспективи
Ці результати перегукуються з дослідженням 2011 року. Тоді команда під керівництвом планетолога NASA Маршалла Рене Вебера використала сейсмологічні методи на основі даних “Аполлона”. Вони також знайшли докази твердого внутрішнього ядра радіусом близько 240 кілометрів. Його щільність становила приблизно 8000 кілограмів на кубічний метр.
Бріо та його колеги зазначають, що їхня робота підтверджує ці попередні висновки. Це вагомий аргумент, що місячне ядро справді подібне до земного. Таке відкриття має важливі наслідки для розуміння еволюції Місяця.
Відомо, що невдовзі після свого утворення Місяць мав потужне магнітне поле. Воно почало зменшуватися приблизно 3,2 мільярди років тому. Магнітне поле генерується рухом і конвекцією в ядрі. Тому структура місячного ядра пояснює, як і чому зникло це магнітне поле.
З огляду на плани людства повернутися на Місяць у найближчому майбутньому, можливо, нам не доведеться довго чекати на сейсмічне підтвердження цих висновків. Нові місії зможуть встановити сейсмографи, які дадуть точніші дані про внутрішню структуру нашого супутника.
Розуміння будови місячного ядра – це не лише академічний інтерес. Воно допомагає відтворити історію формування Місяця та всієї Сонячної системи. Крім того, ці знання стануть у пригоді під час планування майбутніх місячних баз та видобутку ресурсів на нашому найближчому космічному сусіді.
