Що ж, вердикт винесений. Місяць зрештою не зроблений із зеленого сиру. Ретельне дослідження, опубліковане в травні 2023 року, показало, що внутрішнє ядро Місяця насправді є твердою кулею з щільністю, подібною до щільності заліза. Дослідники сподіваються, що це допоможе вирішити довгу дискусію про те, чи є внутрішнє серце Місяця твердим чи розплавленим, і призведе до точнішого розуміння історії Місяця – і, як наслідок, історії Сонячної системи.
«Наші результати, — написала команда під керівництвом астронома Артура Бріо з Французького національного центру наукових досліджень у Франції, — ставлять під сумнів еволюцію магнітного поля Місяця завдяки демонстрації існування внутрішнього ядра та підтримують сценарій глобального перевороту мантії, який дає суттєве розуміння хронології бомбардування Місяця протягом першого мільярда років Сонячної системи».
Перегляньте відео нижче, щоб отримати короткий огляд того, що вони знайшли:
Дослідження внутрішнього складу об’єктів Сонячної системи найефективніше здійснюється за допомогою сейсмічних даних. Те, як акустичні хвилі, що генеруються землетрусами, рухаються крізь матеріал всередині планети чи супутника та відбиваються від нього, може допомогти вченим створити детальну карту внутрішньої частини об’єкта.
У нас є дані місячної сейсмічної активності, зібрані місією «Аполлон», але їхня роздільна здатність занадто низька, щоб точно визначити стан внутрішнього ядра. Ми знаємо, що існує рідке зовнішнє ядро, але те, що воно охоплює, залишається предметом дискусій. Моделі твердого внутрішнього ядра та повністю рідкого ядра однаково добре працюють з даними «Аполлона».
Щоб остаточно це з’ясувати, Бріо та його колеги зібрали дані космічних місій та експериментів з лазерної локації Місяця, щоб скласти профіль різних характеристик Місяця. До них належать ступінь його деформації внаслідок гравітаційної взаємодії із Землею, зміна його відстані від Землі та його щільність.
Далі вони провели моделювання з різними типами кернів, щоб знайти той, який найбільше відповідає даним спостережень. Вони зробили кілька цікавих висновків. По-перше, моделі, які найбільше нагадують те, що ми знаємо про Місяць, описують активне перекидання глибоко всередині місячної мантії. Це означає, що щільніший матеріал всередині Місяця опускається до центру, а менш щільний матеріал піднімається вгору. Ця активність давно пропонується як спосіб пояснення присутності певних елементів у вулканічних регіонах Місяця. Дослідження команди додає ще один пункт до переліку доказів.
І вони виявили, що місячне ядро дуже схоже на земне – із зовнішнім рідким шаром і твердим внутрішнім ядром. Згідно з їхнім моделюванням, зовнішнє ядро має радіус близько 362 кілометрів (225 миль), а внутрішнє – близько 258 кілометрів (160 миль). Це приблизно 15 відсотків від усього радіуса Місяця. Команда дослідників виявила, що внутрішнє ядро також має щільність близько 7822 кілограмів на кубічний метр. Це дуже близько до щільності заліза.
Цікаво, що у 2011 році команда під керівництвом планетарного вченого NASA Marshall Рене Вебер отримала подібний результат, використовуючи на той час найсучасніші сейсмологічні методи на даних Apollo для вивчення місячного ядра. Вони знайшли докази твердого внутрішнього ядра радіусом близько 240 кілометрів та щільністю близько 8000 кілограмів на кубічний метр.
Їхні результати, кажуть Бріо та його команда, підтверджують ці попередні висновки та є досить вагомими аргументами на користь існування місячного ядра, подібного до земного. І це має деякі цікаві наслідки для еволюції Місяця. Ми знаємо, що невдовзі після свого формування Місяць мав потужне магнітне поле, яке почало слабшати близько 3,2 мільярда років тому. Таке магнітне поле генерується рухом і конвекцією в ядрі, тому те, з чого складається місячне ядро, має глибоке значення для того, як і чому магнітне поле зникло.
З огляду на надію людства повернутися на Місяць у відносно короткий термін, можливо, нам не доведеться довго чекати на сейсмічні підтвердження цих висновків. Дослідження було опубліковано в журналі Nature.