Всестороннее исследование, результаты которого были опубликованы в мае, показало, что внутреннее ядро Луны на самом деле представляет собой твёрдый шар с плотностью, близкой к плотности железа. Это, как надеются исследователи, поможет разрешить давние споры о том, является ли внутреннее ядро Луны твёрдым или расплавленным, и приведёт к более точному пониманию истории Луны — и, как следствие, Солнечной системы.
«Наши результаты, — пишет группа специалистов под руководством астронома Артура Брио из Национального центра научных исследований Франции, — ставят под сомнение эволюцию магнитного поля Луны благодаря демонстрации существования внутреннего ядра и поддерживают сценарий глобального переворота мантии, что позволяет существенно прояснить хронологию лунной бомбардировки в первые миллиарды лет существования Солнечной системы».
Изучение внутреннего состава объектов Солнечной системы наиболее эффективно с помощью сейсмических данных. По тому, как акустические волны, возникающие при землетрясениях, проходят через материал внутри планеты или Луны и отражаются от него, учёные могут составить подробную карту внутренностей небесного тела.
Мы располагаем сейсмическими данными, полученными в ходе миссии «Аполлон», но их разрешение слишком мало для точного определения состояния внутреннего ядра. Мы знаем, что существует жидкое внешнее ядро, но вопрос о том, что оно собой представляет, остаётся открытым. Модели твёрдого внутреннего ядра и полностью жидкого ядра одинаково хорошо согласуются с данными «Аполлона».
Чтобы выяснить это окончательно, Брио и его коллеги собрали данные космических полётов и экспериментов по лазерной дальнометрии Луны, чтобы составить профиль различных характеристик Луны. Среди них — степень её деформации в результате гравитационного взаимодействия с Землёй, изменение расстояния до Земли, плотность.
Далее они провели моделирование с различными типами ядра, чтобы определить, какой из них наиболее точно соответствует данным наблюдений.
В результате было получено несколько интересных результатов. Во-первых, модели, наиболее близкие к тому, что мы знаем о Луне, описывают активное оборачивание глубоко в лунной мантии. Это означает, что более плотный материал внутри Луны опускается к центру, а менее плотный поднимается вверх. Такая активность уже давно предлагается в качестве объяснения присутствия некоторых элементов в вулканических районах Луны. Исследование команды добавляет ещё одно очко в копилку доказательств «за».
Они обнаружили, что лунное ядро очень похоже на земное: внешний жидкий слой и твёрдое внутреннее ядро. Согласно результатам моделирования, внешнее ядро имеет радиус около 362 км, а внутреннее — около 258 км. Это составляет около 15% от всего радиуса Луны.
Плотность внутреннего ядра, как выяснили специалисты, составляет около 7 822 кг на кубический метр. Это очень близко к плотности железа.
Любопытно, что в 2011 году группа специалистов под руководством планетарного учёного Рене Вебера из НАСА под руководством Маршалла получила аналогичный результат, используя для изучения лунного ядра современные на тот момент сейсмологические методы на данных «Аполлона». Они обнаружили признаки твёрдого внутреннего ядра радиусом около 240 км и плотностью около 8 000 кг на кубический метр.
По словам Брио и его сотрудников, полученные ими результаты являются подтверждением ранее сделанных выводов и представляют собой довольно убедительное доказательство существования лунного ядра, подобного земному. Это имеет интересные последствия для изучения эволюции Луны.
Известно, что вскоре после своего образования Луна обладала мощным магнитным полем, которое начало уменьшаться около 3,2 млрд лет назад. Такое магнитное поле создаётся за счёт движения и конвекции в ядре, поэтому то, из чего состоит лунное ядро, имеет непосредственное отношение к тому, как и почему исчезло магнитное поле.
Учитывая надежду человечества на возвращение на Луну в относительно скором времени, возможно, нам не придётся долго ждать сейсмического подтверждения этих выводов.
Источник: habr.com
