Астрономы всегда были озадачены структурой Луны, даже за столетия до появления космических аппаратов. В начале 20-го века ученые спорили, была ли Луна просто скалистым объектом, похожим на марсианские луны, или у нее была более сложная внутренняя геология. Теперь спор, наконец, разрешен.
Удивительная структура Луны
Изучение внутреннего состава объектов в Солнечной системе лучше всего проводить с помощью сейсмических данных. Сейсмические волны (которые по сути являются акустическими волнами) по-разному распространяются через разные материалы. Таким образом, эти волны, генерируемые лунными землетрясениями, могут выявить внутреннюю структуру Луны, в зависимости от того, через что они проходят. Конечный результат - своего рода геологический рентген.
Индийский "Чандрайан-3", который приземлился на Луне в августе 2023 года, зафиксировал первое лунное землетрясение более чем за 50 лет. Однако у исследователей из Университета Лазурного Берега во Франции не было доступа к этим данным, когда они впервые приступили к этому исследованию, поэтому им пришлось полагаться на старые данные эпохи Аполлона. Проблема в том, что древние данные имеют низкое разрешение по сегодняшним стандартам - слишком низкое, чтобы определить состояние лунного ядра.
В поисках пути продвижения вперед исследователи собрали дополнительные данные из космических миссий и экспериментов с лунным лазерным дальномером и создали профиль особенностей Луны. Это включает, среди прочего, ее плотность и изменение расстояния до Земли. Затем они провели моделирование с использованием различных типов ядер, чтобы определить, какие из них лучше всего соответствуют данным наблюдений.
Исследователи сделали несколько важных выводов. Во-первых, они обнаружили, что более плотный материал внутри Луны опускается к центру, а менее плотный материал поднимается вверх. Ранее исследователи предлагали это как способ объяснить присутствие определенных элементов в вулканических регионах Луны. Но это только одна часть картины.
Исследователи также обнаружили, что лунное ядро очень похоже на земное, с внешним жидким слоем и твердым внутренним ядром. Ядро имеет около 500 километров в диаметре, или 15% от ширины Луны. Любопытно, что еще в 2011 году команда во главе с учеными НАСА получила аналогичный результат, используя сейсмологические методы по данным Apollo для изучения лунного ядра. Тот факт, что в двух исследованиях использовались две разные методики, придает больше достоверности этому выводу.
Хотя находка проливает некоторый свет на структуру Луны, остается еще много неразгаданных тайн, таких как то, что произошло с ее магнитным полем. Вскоре после того, как она сформировалась, у Луны появилось мощное магнитное поле, которое затем начало ослабевать около 3,2 миллиарда лет назад. Поле было создано движением и конвекцией в ядре.
Фото: nasa.gov