Οι ερευνητές είναι πλέον σίγουροι για το τι υπάρχει στο εσωτερικό της Σελήνης

Μια ενδελεχής έρευνα που δημοσιεύθηκε τον Μάιο του 2023 διαπίστωσε ότι ο εσωτερικός πυρήνας της Σελήνης είναι στην πραγματικότητα μια συμπαγής σφαίρα με πυκνότητα παρόμοια με εκείνη του σιδήρου. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτό θα βοηθήσει να διευθετηθεί μια μακρά συζήτηση σχετικά με το αν ο εσωτερικός πυρήνας της Σελήνης είναι στερεός ή λιωμένος και θα οδηγήσει σε μια πιο ακριβή κατανόηση της ιστορίας της Σελήνης και, κατ’ επέκταση, του Ηλιακού Συστήματος.

Η ομάδα με επικεφαλής τον αστρονόμο Arthur Briaud του Εθνικού Κέντρου Επιστημονικών Ερευνών της Γαλλίας, έγραψε:

Τα αποτελέσματά μας θέτουν υπό αμφισβήτηση την εξέλιξη του μαγνητικού πεδίου της Σελήνης χάρη στην απόδειξη της ύπαρξης του εσωτερικού πυρήνα και υποστηρίζουν ένα σενάριο καθολικής ανατροπής του μανδύα, το οποίο φέρνει ουσιαστικές πληροφορίες για το χρονοδιάγραμμα του βομβαρδισμού της Σελήνης κατά τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια του Ηλιακού Συστήματος.

Η διερεύνηση της εσωτερικής σύνθεσης των αντικειμένων του Ηλιακού Συστήματος επιτυγχάνεται αποτελεσματικότερα μέσω των σεισμικών δεδομένων. Ο τρόπος με τον οποίο τα ακουστικά κύματα που παράγονται από τους σεισμούς κινούνται μέσα και αντανακλώνται από το υλικό στο εσωτερικό ενός πλανήτη ή ενός δορυφόρου μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να δημιουργήσουν έναν λεπτομερή χάρτη του εσωτερικού του σώματος.

Τυχαίνει να έχουμε σεληνιακά σεισμικά δεδομένα που συλλέχθηκαν από την αποστολή Apollo, αλλά η ανάλυση τους είναι πολύ χαμηλή για να προσδιορίσουμε με ακρίβεια την κατάσταση του εσωτερικού πυρήνα. Γνωρίζουμε ότι υπάρχει ένας ρευστός εξωτερικός πυρήνας, αλλά το τι περιλαμβάνει παραμένει υπό συζήτηση. Τα μοντέλα ενός στερεού εσωτερικού πυρήνα και ενός πλήρως ρευστού πυρήνα λειτουργούν εξίσου καλά με τα δεδομένα του Apollo.

Για να το ξεκαθαρίσουν μια για πάντα, ο Briaud και οι συνάδελφοί του συνέλεξαν δεδομένα από διαστημικές αποστολές και πειράματα με laser σεληνιακής εμβέλειας για να καταρτίσουν ένα προφίλ διαφόρων σεληνιακών χαρακτηριστικών. Σε αυτά περιλαμβάνονται ο βαθμός παραμόρφωσής της Σελήνης από τη βαρυτική αλληλεπίδραση με τη Γη, η μεταβολή της απόστασής της από τη Γη και η πυκνότητά της. Στη συνέχεια, πραγματοποίησαν μοντελοποίηση με διάφορους τύπους πυρήνων για να βρουν ποιοι ταιριάζουν περισσότερο με τα δεδομένα των παρατηρήσεων.

Κατέληξαν σε διάφορα ενδιαφέροντα ευρήματα. Πρώτον, τα μοντέλα που έμοιαζαν περισσότερο με αυτά που γνωρίζουμε για τη Σελήνη περιγράφουν ενεργή ανατροπή βαθιά μέσα στο σεληνιακό μανδύα. Αυτό σημαίνει ότι το πυκνότερο υλικό στο εσωτερικό της Σελήνης πέφτει προς το κέντρο και το λιγότερο πυκνό υλικό ανεβαίνει προς τα πάνω. Αυτή η δραστηριότητα έχει προταθεί εδώ και καιρό ως ένας τρόπος εξήγησης της παρουσίας ορισμένων στοιχείων σε ηφαιστειακές περιοχές της Σελήνης. Η έρευνα της ομάδας προσθέτει ένα ακόμη στοιχείο στη λίστα των αποδείξεων.

Επιπλέον, διαπίστωσαν ότι ο σεληνιακός πυρήνας μοιάζει πολύ με αυτόν της Γης – με ένα εξωτερικό ρευστό στρώμα και έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα. Σύμφωνα με τη μοντελοποίησή τους, ο εξωτερικός πυρήνας έχει ακτίνα περίπου 362 χιλιόμετρα και ο εσωτερικός πυρήνας έχει ακτίνα περίπου 258 χιλιόμετρα. Αυτό είναι περίπου το 15% της συνολικής ακτίνας της Σελήνης. Ο εσωτερικός πυρήνας, διαπίστωσε η ομάδα, έχει επίσης πυκνότητα περίπου 7.822 κιλά ανά κυβικό μέτρο. Αυτό είναι πολύ κοντά στην πυκνότητα του σιδήρου.

Περιέργως, το 2011 μια ομάδα με επικεφαλής την πλανητολόγο Renee Weber της NASA κατέληξε σε παρόμοιο αποτέλεσμα χρησιμοποιώντας τις τότε σύγχρονες σεισμολογικές τεχνικές σε δεδομένα του Apollo για τη μελέτη του σεληνιακού πυρήνα. Βρήκαν στοιχεία για έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα με ακτίνα περίπου 240 χιλιομέτρων και πυκνότητα περίπου 8.000 κιλά ανά κυβικό μέτρο.

Τα αποτελέσματά τους αποτελούν επιβεβαίωση αυτών των προηγούμενων ευρημάτων και συνιστούν μια αρκετά ισχυρή υπόθεση για έναν σεληνιακό πυρήνα που μοιάζει με αυτόν της Γης. Και αυτό έχει κάποιες ενδιαφέρουσες συνέπειες για την εξέλιξη της Σελήνης.

Γνωρίζουμε ότι λίγο μετά το σχηματισμό της, η Σελήνη διέθετε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο άρχισε να μειώνεται πριν από περίπου 3,2 δισεκατομμύρια χρόνια. Ένα τέτοιο μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από την κίνηση και τη συναγωγή στον πυρήνα, οπότε το από τι είναι φτιαγμένος ο σεληνιακός πυρήνας έχει βαθιά σχέση με το πώς και γιατί εξαφανίστηκε το μαγνητικό πεδίο.

Δεδομένης της ελπίδας της Ανθρωπότητας να επιστρέψει στη Σελήνη μέσα στα επόμενα χρόνια, ίσως δεν θα χρειαστεί να περιμένουμε πολύ για τη σεισμική επαλήθευση αυτών των ευρημάτων.

[via]