Учените най-накрая разбраха какво има във вътрешността на Луната

Задълбочено изследване, публикувано през май 2023 г., установи, че вътрешното ядро на Луната всъщност е твърда топка с плътност, подобна на тази на желязото. Изследователите се надяват, че това ще помогне да се разреши дългият дебат за това дали вътрешното сърце на Луната е твърдо или разтопено, и ще доведе до по-точно разбиране на историята на Луната – и по този начин - на Слънчевата система.

"Нашите резултати - пише екипът, ръководен от астронома Артур Брио от Френския национален център за научни изследвания във Франция, - поставят под въпрос еволюцията на магнитното поле на Луната, тъй като доказват съществуването на вътрешно ядро и подкрепят сценария за глобално преобръщане на мантията, който внася съществена информация за хронологията на лунната бомбардировка през първите милиарди години от съществуването на Слънчевата система.

Проучването на вътрешния състав на обектите в Слънчевата система се осъществява най-ефективно чрез сеизмични данни. Начинът, по който акустичните вълни, генерирани от земетресенията, преминават през и се отразяват от материала във вътрешността на планета или луна, може да помогне на учените да създадат подробна карта на вътрешността на космическия обект.

Всъщност разполагаме с лунни сеизмични данни, събрани от мисията "Аполо", но тяхната разделителна способност е твърде ниска, за да се определи точно състоянието на вътрешното ядро на Луната. Знаем, че има флуидно външно ядро, но какво обхваща то, остава предмет на дискусия. Моделите на твърдо вътрешно ядро и на изцяло течно ядро работят еднакво добре с данните от "Аполо".", гласи още обяснението на научния екип, цитирано от сп. Nature.

За да разберат това веднъж завинаги, Брио и колегите му събират данни от космически мисии и експерименти с лазерно измерване на Луната, за да съставят профил на различни лунни характеристики. Сред тях са степента на деформация на Луната от гравитационното ѝ взаимодействие със Земята, промяната на разстоянието ѝ от Земята и плътността ѝ.

След това те провеждат моделиране с различни видове ядра, за да открият кои от тях съответстват най-точно на данните от наблюденията.

Те достигат до няколко интересни заключения.

Първо, моделите, които най-много приличат на това, което знаем за Луната, описват активно преобръщане дълбоко в лунната мантия. Това означава, че по-плътният материал във вътрешността на Луната пада към центъра, а по-малко плътният материал се издига нагоре. Тази активност отдавна е предложена като начин да се обясни наличието на определени елементи във вулканичните райони на Луната. Изследванията на екипа добавят още една точка в списъка с доказателства.

Те установяват, че лунното ядро е много подобно на това на Земята – с външен течен слой и твърдо вътрешно ядро. Според тяхното моделиране външното ядро има радиус от около 362 км, а вътрешното ядро - около 258 км. Това е около 15 процента от целия радиус на Луната.

Вътрешното ядро, установи екипът, също има плътност от около 7 822 килограма на кубичен метър. Това е много близо до плътността на желязото.

Куриозно е, че през 2011 г. екип, ръководен от планетарния учен от НАСА Маршал Рене Вебер, открива подобен резултат, като използва тогавашните най-съвременни сеизмологични техники върху данни от Аполо за изследване на лунното ядро. Те откриват доказателства за твърдо вътрешно ядро с радиус около 240 км и плътност около 8000 кг на кубичен метър.

Направените от тях резултати, казват Брио и екипът му, са потвърждение на тези по-ранни открития и представляват доста силен аргумент за съществуването на подобно на Земята лунно ядро. А това има някои интересни последици за еволюцията на Луната.

Знаем, че скоро след образуването си Луната е имала мощно магнитно поле, което е започнало да намалява преди около 3,2 милиарда години. Такова магнитно поле се генерира от движението и конвекцията в ядрото, така че това, от какво е изградено лунното ядро, има дълбоко отношение към това как и защо е изчезнало магнитното поле.

Освен надеждата на човечеството да се завърне на Луната в сравнително кратък срок, може би няма да се наложи да чакаме дълго за сеизмично потвърждение на тези открития.