Что находится внутри Луны - новое открытие ученых

Согласно исследованию, опубликованному в 2023 году, внутреннее ядро Луны оказалось твердым и, по всей видимости, состоит из материала, близкого по плотности к железу. Это открытие проливает свет на одну из давних научных загадок — является ли "сердце" Луны расплавленным или твердым.

Об этом сообщает портал Science Alert.

Новый результат может не только разрешить этот многолетний спор, но и стать ключом к более точному пониманию процессов, происходивших в ранней истории Луны, а также дать представление о формировании и эволюции всей Солнечной системы.

Руководитель исследования, астроном Артур Брио из Французского национального центра научных исследований (CNRS), отметил, что их выводы ставят под сомнение прежние представления о развитии лунного магнитного поля. Обнаружение твердого внутреннего ядра, по его словам, усиливает гипотезу о так называемом глобальном перевороте мантии — масштабном изменении положения лунной мантии по отношению к ядру.

Этот процесс, в свою очередь, может дать важные сведения о временной шкале метеоритной бомбардировки Луны, произошедшей в течение первого миллиарда лет существования Солнечной системы.

Наиболее точным способом изучения внутреннего строения тел Солнечной системы остается анализ сейсмических данных. Акустические волны, возникающие в результате "лунотрясений" или "марсотрясений", распространяются сквозь недра объекта, отражаются от границ между различными слоями и изменяют свои характеристики в зависимости от состава и плотности материала.

Отслеживая эти изменения, ученые могут воссоздавать трехмерную модель внутренней структуры планеты или спутника — вплоть до ядра. Ученые располагают сейсмическими данными, собранными в рамках миссий Apollo, но их разрешение остаётся недостаточным для точного определения состояния внутреннего ядра Луны.

С помощью этих данных удалось подтвердить наличие жидкого внешнего ядра, однако природа материала, скрытого глубже — остаётся предметом дискуссий. На сегодняшний день как модель с твердым внутренним ядром, так и модель с полностью жидким ядром одинаково успешно интерпретируют сигналы, полученные в рамках миссий Apollo.

По словам Артура Брио, команда исследователей проанализировала данные, полученные в ходе космических миссий и экспериментов по лазерной локации Луны. Это позволило им составить подробный профиль физических характеристик спутника Земли, включая его плотность, изменения расстояния до Земли, а также степень деформации под действием гравитационного притяжения нашей планеты.

Затем с помощью компьютерного моделирования ученые смоделировали поведение Луны при наличии различных типов внутренних ядер. Сравнивая результаты моделей с реальными наблюдениями, они выявили, какие структуры наиболее точно отражают поведение Луны. Такой подход позволил не только уточнить внутреннее строение спутника, но и сделал возможным ряд важных открытий.

Наиболее точные модели показывают, что внутри лунной мантии происходил активный переворот вещества: тяжелые материалы опускались вниз, а легкие поднимались вверх. Это подтверждает прежние предположения о причинах наличия определённых элементов в лунных вулканических зонах.

Исследователи считают, что структура лунного ядра во многом схожа с земной — с жидкой внешней оболочкой и твёрдым внутренним ядром. Согласно моделированию, радиус внешнего ядра составляет примерно 362 км, внутреннего — около 258 км, что составляет около 15% радиуса Луны. Плотность внутреннего ядра оценивается в 7822 кг/м³ — почти как у железа.

Любопытно, что уже в 2011 году аналогичный вывод был сделан с использованием сейсмических данных миссии Apollo. Тогда учёные также нашли признаки твёрдого ядра — радиусом около 240 км и плотностью около 8000 кг/м³.

По мнению ученого, полученные данные не только подтверждают выводы предыдущих исследований, но и служат серьёзным аргументом в пользу существования у Луны ядра, аналогичного земному. Это открытие имеет важное значение для понимания истории спутника.

Ученые давно знают, что в ранней истории Луна обладала мощным магнитным полем, которое начало ослабевать примерно 3,2 миллиарда лет назад.

Ранее "Курсор" писал, что внутренности Луны вызывали особый интерес у ученых благодаря своей близости и доступности для исследований, а также как ключ к пониманию истории и эволюции Солнечной системы.