Астрономы наконец выяснили, что скрывается внутри Луны
Исследование внутреннего состава объектов Солнечной системы наиболее эффективно осуществляется с помощью сейсмических данных. То, как акустические волны, создаваемые землетрясениями, проходят и отражаются от материала внутри планеты или ее спутника, может помочь ученым создать подробную карту внутренней части объекта.
У нас уже есть лунные сейсмические данные, собранные миссией «Аполлон», но их разрешение слишком низкое, чтобы точно определить состояние внутреннего ядра. Мы знаем, что существует жидкое внешнее ядро, но то, что оно включает в себя, остается предметом споров. Модели твердого внутреннего ядра и полностью жидкого ядра одинаково хорошо работают с данными «Аполлона».
Чтобы выяснить это раз и навсегда, астроном Артур Брио и его коллеги собрали данные космических миссий и экспериментов по лазерной локации Луны, чтобы составить профиль различных лунных характеристик. К ним относятся степень его деформации в результате гравитационного взаимодействия с Землей, изменение его расстояния от Земли и его плотность.
Затем они провели моделирование с различными типами ядер, чтобы найти те из них, которые наиболее точно соответствуют данным наблюдений.
В результате, ученые сделали несколько интересных выводов. Во-первых, модели, наиболее близкие к тому, что мы знаем о Луне, описывают активный переворот глубоко внутри лунной мантии. Это означает, что более плотный материал внутри Луны падает к центру, а менее плотный материал поднимается вверх. Эта активность давно предлагалась как один из способов объяснения присутствия определенных элементов в вулканических областях Луны. Исследование команды добавляет еще один пункт в список доказательств «за».
Также они обнаружили, что лунное ядро очень похоже на земное — с внешним слоем жидкости и твердым внутренним ядром. Согласно моделированию, внешнее ядро имеет радиус около 362 километров, а внутреннее ядро — около 258 километров. Это около 15% всего радиуса Луны.
Внутреннее ядро, как обнаружила команда, также имеет плотность около 7822 кг на кубический метр. Это очень близко к плотности железа.
Любопытно, что в 2011 году группа под руководством планетолога НАСА Маршалл Рене Вебер получила аналогичный 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 8000 килограммов на кубический метр.
Их результаты, по словам Брио и его команды, подтверждают эти более ранние открытия и представляют собой довольно веские доводы в пользу лунного ядра, похожего на Землю. И это имеет некоторые интересные последствия для эволюции Луны.
Мы знаем, что вскоре после своего образования у Луны было мощное магнитное поле, которое начало ослабевать около 3,2 миллиарда лет назад. Такое магнитное поле создается движением и конвекцией в ядре, поэтому то, из чего состоит лунное ядро, имеет глубокое отношение к тому, как и почему исчезло магнитное поле.
Учитывая надежду человечества вернуться на Луну в относительно короткие сроки, возможно, нам не придется долго ждать сейсмического подтверждения этих открытий.