Co znajduje się wewnątrz Księżyca?

Naukowcy w końcu potwierdzili, co znajduje się wewnątrz Księżyca – cóż, to pewne że nie jest zrobiony z sera!

Wizualizacja przyrządów mierzących właściwości Księżyca w celu ujawnienia jego rdzenia
Wizualizacja przyrządów mierzących właściwości Księżyca w celu ujawnienia jego rdzenia | fot. Géoazur, Nicolas Sarter

Dokładne badanie wykazało, że wewnętrzne jądro Księżyca jest w rzeczywistości litą kulą o gęstości podobnej do gęstości żelaza. Naukowcy mają nadzieję, że pomoże to rozstrzygnąć długą debatę na temat tego, czy wnętrze Księżyca jest stałe czy ciekłe, i doprowadzi do dokładniejszego zrozumienia historii Księżyca – a co za tym idzie, historii Układu Słonecznego.

Może Cię zainteresować także: Czy Księżyc powinien mieć własną strefę czasową?

Nasze wyniki kwestionują ewolucję pola magnetycznego Księżyca dzięki wykazaniu istnienia wewnętrznego jądra i wspierają globalny przewrót płaszcza — scenariusz, który przynosi istotne informacje na temat osi czasu bombardowania Księżyca w pierwszym miliardzie lat Układu Słonecznego.

pisze zespół kierowany przez astronoma Arthura Briauda z Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych we Francji

Badanie składu wnętrza obiektów w Układzie Słonecznym jest najskuteczniej realizowane za pomocą danych sejsmicznych. Sposób, w jaki fale akustyczne generowane przez trzęsienia poruszają się i odbijają od materii wewnątrz planety lub księżyca, mogą pomóc naukowcom w stworzeniu szczegółowej mapy wnętrza obiektu.

Tak się składa, że mamy księżycowe dane sejsmiczne zebrane przez misję Apollo, ale ich rozdzielczość jest zbyt niska, aby dokładnie określić stan wewnętrznego jądra. Wiemy, że istnieje płynny rdzeń zewnętrzny, ale to, co obejmuje, pozostaje przedmiotem dyskusji. Modele stałego rdzenia wewnętrznego i całkowicie płynnego rdzenia działają równie dobrze z danymi Apollo.

Aby rozgryźć to raz na zawsze, Briaud i jego współpracownicy zebrali dane z misji kosmicznych i księżycowych eksperymentów laserowych, aby sporządzić profil różnych cech Księżyca. Obejmują one stopień jego deformacji w wyniku oddziaływania grawitacyjnego z Ziemią, zmianę odległości od Ziemi oraz gęstość.

Następnie przeprowadzili modelowanie z różnymi typami rdzeni, aby znaleźć ten, który najlepiej pasuje do danych obserwacyjnych. Dokonali kilku interesujących ustaleń.

Po pierwsze, modele, które najbardziej przypominały to, co wiemy o Księżycu, opisują aktywne przewrócenie w głębi księżycowego płaszcza. Oznacza to, że gęstszy materiał wewnątrz Księżyca opada w kierunku środka, a mniej gęsty materiał unosi się w górę. Ta aktywność była od dawna proponowana jako sposób wyjaśnienia obecności pewnych pierwiastków w wulkanicznych regionach Księżyca. Badania zespołu dodają kolejny punkt w zestawieniu dowodów „za” tą hipotezą.

Odkryli, że jądro księżycowe jest bardzo podobne do ziemskiego – z zewnętrzną płynną warstwą i stałym rdzeniem wewnętrznym. Zgodnie z ich modelowaniem, zewnętrzny rdzeń ma promień około 362 kilometrów (225 mil), a rdzeń wewnętrzny ma promień około 258 kilometrów (160 mil). To około 15 procent całego promienia Księżyca.

Wewnętrzny rdzeń, jak odkrył zespół, również ma gęstość około 7822 kilogramów na metr sześcienny. To bardzo blisko gęstości żelaza.

Co ciekawe, w 2011 roku zespół kierowany przez planetologa NASA Marshall — Renee Webera, uzyskał podobny wynik, wykorzystując najnowocześniejsze wówczas techniki sejsmologiczne na danych Apollo do badania jądra Księżyca. Znaleźli dowody na istnienie stałego rdzenia wewnętrznego o promieniu około 240 kilometrów i gęstości około 8000 kilogramów na metr sześcienny.

Ich wyniki, jak twierdzą Briaud i jego zespół, potwierdzają wcześniejsze odkrycia i stanowią dość mocny argument za istnieniem księżycowego jądra podobnego do Ziemi. Ma to kilka interesujących implikacji dla ewolucji Księżyca.

Wiemy, że niedługo po powstaniu Księżyc miał potężne pole magnetyczne, które zaczęło słabnąć około 3,2 miliarda lat temu. Takie pole magnetyczne jest generowane przez ruch i konwekcję w jądrze, więc to, z czego zbudowany jest księżycowy rdzeń, ma głębokie znaczenie dla tego, jak i dlaczego pole magnetyczne zniknęło.

Biorąc pod uwagę nadzieję ludzkości na powrót na Księżyc w stosunkowo krótkim czasie, być może nie będziemy musieli długo czekać na sejsmiczną weryfikację tych odkryć.

Badania zostały opublikowane w Nature.

➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!

źródło: Science Alert | Nature