Что находится внутри Луны
Тщательное исследование, опубликованное в мае 2023 года, показало, что внутреннее ядро Луны на самом деле представляет собой твердый шар с плотностью, близкой к плотности железа. Это понимание может разрешить долгие споры о том, является ли внутреннее ядро Луны твердым или расплавленным, и приведет к более точному пониманию истории Луны и, как следствие, всей Солнечной системы.
Как ученые заглянули внутрь Луны
Ученые используют сейсмические данные, чтобы изучать внутренний состав объектов Солнечной системы. То, как акустические волны, генерируемые землетрясениями, проходят сквозь материал внутри планеты или Луны и отражаются от него, может помочь составить подробную карту внутренней части объекта.
У нас есть сейсмические данные о Луне, собранные миссией «Аполлон», но их разрешение слишком низкое, чтобы точно определить состояние внутреннего ядра. Мы также знаем, что внешнее ядро является текучим, но что оно собой представляет, остается предметом споров. Модели как твердого внутреннего ядра, так и текучего одинаково хорошо согласуются с данными миссии «Аполлон».
Чтобы выяснить это раз и навсегда, Брио и его коллеги собрали данные о космических полетах и экспериментах по лазерному измерению расстояния до Луны, чтобы составить профиль различных характеристик спутника. К ним относятся степень деформации Луны в результате гравитационного взаимодействия с Землей, изменение расстояния до Земли и ее плотность.
Авторы работы провели моделирование с использованием различных типов кернов, чтобы определить, какие из них наиболее точно соответствуют данным наблюдений. Они сделали несколько интересных открытий. Во-первых, модели, которые наиболее близки к тому, что мы знаем о Луне, описывают активный переворот глубоко внутри лунной мантии. Это означает, что более плотный материал внутри Луны опускается к центру, а менее плотный материал поднимается вверх.
Ученые также обнаружили, что лунное ядро очень похоже на земное — с внешним жидким слоем и твердым внутренним ядром. Согласно моделированию, внешнее ядро имеет радиус около 362 километров, а внутреннее — радиус около 258 километров. Это примерно 15% от общего радиуса Луны.
Команда обнаружила, что внутреннее ядро также имеет плотность около 7822 килограммов на кубический метр. Это очень близко к плотности железа.
Любопытно, что в 2011 году команда ученых-планетологов NASA под руководством Рене Вебер получила аналогичный результат, используя самые современные сейсмологические методы на основе данных «Аполлон» для изучения лунного ядра. Они обнаружили свидетельства наличия твердого внутреннего ядра радиусом около 240 километров и плотностью около 8000 килограммов на кубический метр.