Проведенное детальное исследование показало, что внутреннее ядро Луны фактически является твердым шаром с плотностью, аналогичной железу. Ученые надеются, что это поможет решить долгие споры о том, является ли внутреннее ядро Луны твердым или расплавленным, и приведет к более точному пониманию истории Луны, а следовательно, и истории Солнечной системы.
Исследования, проведенные под руководством астронома Артура Брио из Французского национального центра научных исследований, подвергают сомнению эволюцию магнитного поля Луны, указывая на наличие внутреннего ядра, и поддерживают теорию обширного переворота мантии, что предоставляет важную информацию о периоде Луны в первый миллиард лет существования Солнечной системы. Изучение внутренней структуры планет и спутников Солнечной системы наиболее эффективно проводится с использованием данных, полученных с помощью сейсмических методов. Сейсмический анализ акустических волн, возникающих при землетрясениях, и их отражения от внутренних слоев объектов может помочь ученым создать подробные карты внутренних структур планет и спутников.
При существующем уровне разрешения лунных сейсмических данных, собранных миссией Apollo, сложно однозначно определить состояние внутреннего ядра Луны. Несмотря на известное наличие жидкого внешнего ядра, его содержание остается предметом активных дискуссий среди ученых. Модели с твердым внутренним ядром и полностью жидким ядром равнозначно хорошо соотносятся с существующими данными, полученными в ходе миссии Apollo. Чтобы разрешить этот вопрос, команда во главе с Артуром Брио и его коллегами собрала данные от космических миссий и экспериментов с лунным лазерным дальномером, чтобы составить детальный профиль различных характеристик Луны. Эти характеристики включают степень деформации Луны под воздействием гравитационного взаимодействия с Землей, изменение ее расстояния от Земли и ее плотность.
Исследователи провели компьютерное моделирование с разными вариантами внутренней структуры Луны, чтобы определить, какая модель больше всего соответствует наблюдениям, и пришли к нескольким выводам. В частности, модели, которые больше всего соответствуют нашим знаниям о Луне, показывают активный переворот глубоко внутри ее мантии. Это означает, что более плотный материал внутри Луны опускается к центру, в то время как менее плотный материал поднимаются вверх. Эти процессы активности давно рассматриваются как возможное объяснение присутствия определенных элементов в вулканических районах Луны. Таким образом, исследование команды представляет собой дополнительное свидетельство в пользу этой теории.
Кроме того, ученые обнаружили, что структура внутреннего ядра Луны очень похожа на земную — с жидким внешним слоем и твердым внутренним ядром. По результатам моделирования, радиус внешнего ядра составляет почти 362 км (225 миль), а внутреннего — 258 км (160 миль). Это примерно 15% от общего радиуса Луны.
Также внутреннее ядро, выявленное исследовательской командой, имеет плотность приблизительно 7,822 кг/м³, что очень близко к плотности железа.
В 2011 году команда планетологов под руководством Маршалла Рене Вебера из НАСА также пришла к похожим результатам, используя современные на тот момент методы сейсмологии на основе данных миссий Apollo для изучения внутреннего ядра Луны. Их исследование выявило существование твердого внутреннего ядра с радиусом около 240 км и плотностью около 8 тыс. кг/м³. После образования Луна обладала сильным магнитным полем, которое начало угасать примерно 3,2 млрд лет назад из-за изменений внутри ее ядра. Магнитное поле связано с движениями и конвекцией в ядре, поэтому важно понять состав ядра Луны для объяснения причин уменьшения магнитного поля. Возможно, в ближайшем будущем, когда человечество надеется вернуться на Луну, мы сможем получить сейсмические данные, подтверждающие эти теории.
Согласно новым данным, поверхность Луны химически несимметрична, так как мантия Луны перевернуласьвверх дном, когда Луна была еще молода. То, что у спутника Земли было сверху, оказалось внизу, а то, что было внизу, вышло на свет.
