Тщательное исследование показало, что внутреннее ядро Луны является твердым шаром с плотностью, подобной плотности железа. Это, как надеются исследователи, поможет привести к логическому финалу дискуссию о том, является ли внутреннее сердце Луны твердым или расплавленным.
Смотрите также Индийский луноход и посадочный модуль, похоже, не пережили ночь на спутнике
Вердикт
Изучение внутреннего состава объектов Солнечной системы эффективно осуществляется с помощью сейсмических данных. То, как генерируемые землетрясениями акустические волны проходят сквозь материал внутри планеты или ее луны, помогает ученым создать детальную карту внутреннего строения объекта.
У нас есть сейсмические данные Луны, собранные миссией Аполлон, но их точность слишком низкая, чтобы точно определить состояние внутреннего ядра. Мы знаем, что есть редкое внешнее ядро, но то, что оно собой окутывает, оставалось под вопросом. Модели как твердого внутреннего ядра, так и полностью жидкого одинаково согласуются с данными Аполлона.
Чтобы выяснить это раз и навсегда, команда под руководством астронома Артура Брио из Национального центра научных исследований во Франции собрала данные других космических миссий и экспериментов по лазерному определению расстояния до Луны, чтобы составить профиль его характеристик. Среди проанализированной информации – степень деформации Луны вследствие гравитационного взаимодействия с Землей, изменение ее расстояния от Земли и плотность.
Далее они провели моделирование с разными типами ядра, чтобы определить, какое из них наиболее соответствует данным наблюдениям.
Они сделали несколько интересных выводов. Во-первых, модели, которые больше всего напоминали то, что мы знаем о Луне, описывают активное переворачивание глубоко внутри лунной мантии. Это означает, что более плотный материал внутри Луны падает к центру, а менее плотный поднимается вверх. Такую активность уже давно предлагали как способ объяснения присутствия определенных элементов в вулканических регионах Луны. Исследование команды добавляет еще один аргумент "за" в пользу этого предположения.
Они обнаружили, что лунное ядро очень похоже на земное – с внешним жидким слоем и твердым внутренним ядром. Согласно их моделированию, внешнее ядро имеет радиус около 362 километров, а внутреннее ядро – около 258 километров. Это около 15 процентов всего радиуса Луны. Внутреннее ядро имеет плотность около 7 822 килограммов на кубический метр. Это очень близко к плотности железа.
Схематическое изображение внутреннего строения Луны и инструментов измерения, которые использовали ученые / Фото Géoazur/Nicolas Sarter
Смотрите также Новая теория может объяснить, откуда на Луне взялась вода
Интересно, что в 2011 году команда под руководством планетолога NASA Маршалла Рене Вебера получила подобный результат, используя самые современные сейсмологические методы на данных "Аполлона" для изучения лунного ядра. Они обнаружили доказательства наличия твердого внутреннего ядра радиусом около 240 километров и плотностью около 8 000 килограммов на кубический метр.
Это имеет интересные последствия для эволюции Луны. Мы знаем, что вскоре после своего образования наш спутник обладал мощным магнитным полем, которое начало уменьшаться примерно 3,2 миллиарда лет назад. Такое магнитное поле генерируется движением и конвекцией в ядре, поэтому то, из чего состоит лунное ядро, имеет большое значение для того, как и почему исчезло магнитное поле.
Учитывая надежду человечества вернуться на Луну в относительно короткие сроки, возможно, нам не придется долго ждать практического сейсмического подтверждения этих выводов с помощью современных датчиков.