В мае 2023 года исследование показало, что внутреннее ядро Луны является твердым шаром с плотностью, аналогичной плотности железа. Ученые рассчитывают, что это открытие поможет разрешить спор о состоянии внутреннего ядра Луны и позволит лучше понять ее историю, а также историю Солнечной системы в целом.
«Наши результаты ставят под сомнение представления об эволюции магнитного поля Луны. Это открытие, свидетельствующее о наличии внутреннего ядра, также подтверждает теорию глобального переворота мантии, что позволяет по-новому осветить хронологию лунной бомбардировки в первые миллиарды лет существования Солнечной системы», — отметила команда под руководством астронома Артура Брио из Французского национального центра научных исследований.
Изучение внутреннего строения объектов Солнечной системы наиболее эффективно осуществляется с помощью анализа сейсмических данных. Акустические волны, возникающие в результате землетрясений, проходят через материалы внутри планеты или спутника и отражаются от них, что дает ученым возможность составить детальную карту внутреннего строения этих объектов.
Исследователи собрали сейсмические данные, во время миссии «Аполлон», однако их разрешение оказалось недостаточным для точного определения состояния внутреннего ядра Луны. Известно, что существует жидкое внешнее ядро, но его состав и свойства остаются в центре научных дискуссий. Модели, описывающие твердое внутреннее ядро, а также гипотезы полностью жидкого ядра, на данный момент согласуются с имеющимися данными, полученными от «Аполлона».
Чтобы дать окончательный ответ о внутреннем строении Луны, Брио и его команда объединили данные из различных космических миссий, включая информацию от автоматических зондов, а также провели эксперименты по лазерному зондированию Луны. На основе этих данных они смогли составить более детальный профиль характеристик Луны, которые включают в себя степени ее деформации, вызванной гравитационным взаимодействием с Землей, изменение расстояния между Луной и Землей, а также информацию о ее плотности.
Одно из ключевых открытий учеными заключалось в том, что внутреннее пространство Луны демонстрирует активное перемешивание. Это перемешивание подразумевает, что более плотные материалы, находящиеся в нижних слоях мантии, опускаются к центру, в то время как менее плотные вещества поднимаются вверх. Эта активность является возможным объяснением происходящих вулканических процессов, которые наблюдаются в некоторых регионах Луны.
Исследователи пришли к выводу, что лунное ядро похоже на земное, имея внешнюю жидкую оболочку и твердое внутреннее ядро. Согласно их расчетам, радиус внешнего ядра Луны составляет примерно 362 км, в то время как радиус внутреннего ядра — порядка 258 км. Эти размеры составляют приблизительно 15% от общего радиуса Луны.
Что касается плотности внутреннего ядра, команда выяснила, что она составляет около 7822 кг м³. Это значение очень близко к плотности железа.
В 2011 году команда ученых из NASA, возглавляемая Рене Вебером, специалистом по планетам из Лаборатории реактивного движения, пришла к аналогичному выводу, применяя самые современные на тот момент сейсмологические методы для исследования структуры лунного ядра на основе данных, полученных в программе «Аполлон». В результате их работы были получены доказательства существования твердых внутренних слоев ядра с радиусом около 240 км и плотностью примерно 8 тыс. кг на м³. По словам Брио и его команды, их результаты подтверждают более ранние исследования и указывают на то, что ядро Луны может напоминать земное.
Известно, что вскоре после своего образования Луна имела мощное магнитное поле, которое начало ослабевать 3,2 млрд лет назад. Такое магнитное поле формируется за счет движения и конвекции внутри ядра, поэтому состав ядра Луны напрямую связан с тем, как и почему исчезло ее магнитное поле.
Учитывая, что человечество намеревается вернуться на Луну в ближайшем будущем, возможно, ученые смогут получить сейсмические данные, которые подтвердят или опровергнут эти результаты, не откладывая их проверку надолго.
Хотя на Луне сейчас нет туристов, нуждающихся в навигации, точное определение позиции будет крайне важно для астронавтов в будущих миссиях. В рамках эксперимента NASA Lunar GNSS Receiver Experiment (LuGRE) были успешно получены сигналы GPS с земной орбиты. Прибор LuGRE, установленный на луноходе «Голубой призрак», который приземлился на Луну 2 марта, смог принимать и отслеживатьсигналы глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), включая GPS.
Источник:https://dzen.ru/a/Z86aGMZ5tHUR-sPm
