Індійські вчені проаналізували дані про склад реголіту, отримані під час місії «Чандраян-3». З’ясувалося, що вони схожі на зразки, вивчені в минулих місіях, однак, що працювали в різних широтах. Це, на думку дослідників, підтвердило одну з гіпотез утворення Місяця.
Наприкінці серпня 2023 року індійська місія «Чандраян-3» вперше здійснила м’яку посадку на Місяці. Апарат «Вікрам», що спускається, з місяцеходом «Праг’ян» на борту прилунав між кратерами Манціні і Богуславський, за 350 кілометрів від краю найбільшого ударного басейну Південний полюс — Ейткен.
Місяцехід «Праг’ян» розпочав свою подорож поверхнею. У його арсеналі – рентгенівський спектрометр альфа-часток (APXS), призначений для елементного аналізу ґрунту. З 23 серпня по 2 вересня він подолав 103 метри і зробив 30 вимірів місячного регота в 23 точках.
APXS стріляв по землі пучком альфа-часток, рентгенівськими променями і отримував спектр випромінювання, що породжується ними. Порівнюючи його із заздалегідь відомими даними, апарат фіксував склад ґрунту.
Аналіз показав єдиний склад реголіту у всіх 23 точках, крім однієї. Прилад зафіксував основні (SI, Ti, Al, Fe та інші) та другорядні хімічні елементи (Na, S, K, Ti, Cr, Mn, Ni). APXS проникав на глибину не більше міліметра, але в проби неминуче потрапляв ґрунт із глибини кількох сантиметрів, що викидається колесами машини.
Лише три попередні місії можна порівняти за точністю аналізу: американську «Аполон-16», радянську «Луна-20» та китайську «Чан’є-4». Це кілька рідкісних точок на материках. У місії «Чандраян-3» вперше отримано щільні виміри на площі десятки метрів, підкреслили автори статті, опублікованої в журналі Nature.
Реголіт у місці посадки збагачений кальцієм та алюмінієм, містить мало заліза та титану. Це вказує на типові ґрунти, що складаються з материкових анортозитів. Дані рентгенівських спектрометрів орбітальних апаратів «Чандраян-2» та «Чандраян-1» підтвердили те, що побачив «Праг’ян». Більше того, зйомка місцевості спектрометром, встановленим NASA на борту «Чандраяна-1», у ближній інфрачервоній області показала приблизно однаковий склад реголіту з просторовою роздільною здатністю кілька кілометрів.
Між зразками «Апполона-16» та «Місяця-20» проби, отримані APXS, займають проміжне положення.
«Місця посадки значно віддалені один від одного: це екватор, середні широти та височини високих південних широт. Подібний склад реголіту в них підтверджує ключове передбачення гіпотези про місячний магматичний океан, згідно з яким хімічна еволюція Місяця почалася з диференціації в процесі затвердіння океану», — пояснили автори наукової роботи.
Згідно з найбільш популярною гіпотезою, Місяць є шматком Землі, вибитим при зіткненні з космічним тілом розміром з Марс. При ударі кілька верхніх кілометрів майбутнього супутника розплавилися, перетворивши його поверхню на рідкий магматичний океан. Це підтверджують гірські породи — анортозити, поширені на місячних континентах. Анортозити складаються в основному з плагіоклазу, збагаченого оксидом кальцію. Він менш щільний, тому, виплавляючись з магми, піднімався догори і формував первинну кору, а важчі оливини та піроксени тонули, утворюючи мантію.
Деякі моделі припускають, що первинна кора (і материкові височини) складалася з чистих анортозитів. Але, за даними APXS, це фероанортозити (FAN, ferroan anorthosite). У зразках також підвищена концентрація оксиду магнію, а оксиду кремнію трохи знижена. Олівінова фракція переважає над піроксеновою, що нетипово для материкових зразків.
Дослідники припустили, що деякі особливості складу реголіту в місці роботи «Праг’яна» обумовлені добавками мінералів нижньої кори та верхньої мантії, які потрапили туди з викидів матеріалу навколо астроблем.
Таким чином нові дані підкріпили гіпотезу місячного магматичного океану, згідно з якою материки виникли в результаті флотації легких анортозитових порід. Найбільш підходяща модель – двошарова кора: верхня – з плагіоклазу, нижня – збагачена олівіном та піроксенами.
Заради справедливості, автори дослідження навели й альтернативні сценарії. Однак, на їхню думку, набагато важливіше, що однаковість складу реголіту дозволить використати це місце як зразок для налаштування віддалених спостережень та допоможе планувати майбутні місії.