Ядро Луны оказалось очень похожим на земное: жидкий внешний слой окружает центр из твердого железа.
Луна появилась около 4,5 миллиарда лет назад. Считается, что она сформировалась из фрагментов, выброшенных в космос после столкновения Земли с Тейей — гипотетической планетой размерами примерно с Марс. На орбите они быстро собрались в новое небесное тело, которое постепенно остыло, превратившись в спутник. Сегодня поверхность Луны холодна и покрыта тончайшей пылью, однако то, что происходит в ее недрах, известно плохо.
«Просветить» спутник вглубь позволяют сейсмические волны, которые создаются ударами метеоритов. Такие данные были собраны миссиями Apollo, но они дают противоречивые результаты. Известно, что центр Луны до сих пор окружен жидким слоем, однако состояние самого внутреннего ядра неясно. Одни модели показывают, что оно должно быть жидким, другие — твердым. Точку в этой дискуссии может поставить новая работа французских ученых, опубликованная в журнале Nature.
Артюр Бриё (Arthur Briaud) из Обсерватории Ниццы и его коллеги собрали и обобщили результаты наблюдений целого ряда лунных миссий, которые исследовали гравитационное поле спутника, состав его поверхности, рельеф и особенности движения по орбите вокруг Земли. Затем они смоделировали различные варианты внутреннего строения Луны и сопоставили результаты с данными наблюдений.
Работа показала, что ее расплавленный слой продолжает перемешиваться: более тяжелые вещества опускаются к центру, а легкие поднимаются наверх. Это может объяснить присутствие железа и некоторых других элементов на поверхности спутника. Но главное — его ядро оказалось твердым, как это предполагалось и в некоторых прошлых исследованиях.
Согласно новой модели, ядро Луны напоминает центр Земли: жидкое внешнее ядро окружает внутреннее твердое и занимает около 15 процентов диаметра спутника. Радиус внешнего ядра оценивается в 362 километра, внутреннего — 258 километров. Плотность внутреннего ядра превышает 7800 граммов на кубический сантиметр, что очень близко к плотности чистого железа. Поэтому похоже, что и по составу оно близко к ядру нашей планеты.