Вчені нарешті з’ясували, що знаходиться в серці Місяця: тверда залізна куля, схожа за щільністю на внутрішнє ядро Землі. Відкриття, опубліковане в журналі Nature у травні 2023 року, вирішило тривалу дискусію та пролило світло на історію Місяця, потенційно давши підказки про ранню Сонячну систему.
Десятиліттями дослідники сперечалися, чи є ядро Місяця цілком рідким чи містить твердий внутрішній шар. Місії Apollo надали деякі сейсмічні дані місячних землетрусів, але їх роздільна здатність була надто низькою, щоб остаточно визначити стан ядра. Моделі з повністю рідкими і частково твердими ядрами однаково добре відповідають наявній інформації.
Щоб отримати більш чітку картину, астроном Артур Бріат і його команда з Національного центру наукових досліджень Франції об’єднали дані з різних джерел:
- Лазерні експерименти з локації Місяця: Ці експерименти відстежують точну відстань між Землею та Місяцем, виявляючи тонкі зміни, спричинені гравітаційною взаємодією.
- Космічні місії: Дані різних космічних місій сприяли повному розумінню фізичних характеристик Місяця.
- Методи моделювання: Використовуючи складні комп’ютерні моделі, дослідники порівняли різні склади ядра із зібраними даними спостережень.
Моделі, які найкраще відповідають спостережуваним даним, вказали на кілька ключових висновків:
- Порушення глибинної мантії: Моделі припускають активну циркуляцію в глибоких шарах мантії Місяця — щільніші матеріали опускаються до центру, а менш щільні піднімаються вгору. Цей процес, відомий як підйом, пояснює розподіл деяких елементів у вулканічних областях на Місяці. Команда Брії додає додаткові докази цій теорії.
- Земна структура: Найбільш переконливо дані підтвердили структуру ядра, надзвичайно схожу на структуру Землі: рідке зовнішнє ядро оточує тверде внутрішнє ядро.
Радіус зовнішнього ядра оцінюється приблизно в 362 кілометри, а внутрішнього – близько 258 кілометрів, що становить приблизно 15% від загального радіуса Місяця. Щільність цього залізовмісного внутрішнього ядра становить близько 7822 кілограмів на кубічний метр, що близько до щільності внутрішнього ядра Землі.
Відкриття перегукується з попередніми дослідженнями 2011 року вченого NASA Рене Вебер, яка також знайшла докази існування твердого внутрішнього ядра, використовуючи передовий сейсмологічний аналіз даних Аполлона. Команда Брії ще більше підтверджує цей висновок.
Наслідки для розуміння Місяця є глибокими: наявність скелястого внутрішнього ядра має значні наслідки для того, як і чому Місяць втратив своє магнітне поле мільярди років тому. Магнітне поле виникає внаслідок руху та конвекції розплавленого матеріалу в ядрі, тому склад місячного ядра є ключовим для вирішення цієї таємниці.
Майбутні місячні місії обіцяють більш прямі сейсмічні дослідження, які остаточно підтвердять ці висновки.
