یک بررسی جامع که در اردیبهشت ۱۴۰۲ منتشر شد، نشان داد که هسته داخلی ماه در واقع یک گوی جامد با چگالیای مشابه با آهن است. محققان امیدوارند که این کشف به حل یک بحث طولانی درباره جامد یا مذاب بودن قلب داخلی ماه کمک کند و درک دقیقتری از تاریخچه ماه و بهتبع آن، تاریخ منظومه شمسی ارائه دهد.
تیمی به سرپرستی آرتور بریو از مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه نوشت:
«نتایج ما با اثبات وجود هسته داخلی، فرضیهی تغییرات کلی گوشتهی ماه را تأیید میکند. این امر بینش مهمی دربارهی زمانبندی بمبارانهای ماه در نخستین میلیارد سال منظومه شمسی ارائه میدهد.»
بررسی ترکیب داخلی اجرام منظومه شمسی معمولاً با استفاده از دادههای لرزهای انجام میشود. امواج صوتی که در اثر زمینلرزهها ایجاد میشوند و از درون یک سیاره یا قمر عبور کرده و بازتاب مییابند، به دانشمندان کمک میکنند تا نقشهای دقیق از ساختار درونی آن جرم تهیه کنند.
ما دادههای لرزهای ماه را از مأموریت آپولو در اختیار داریم، اما وضوح این دادهها برای تعیین دقیق وضعیت هسته داخلی کافی نیست. میدانیم که ماه دارای یک هستهی بیرونی مایع است، اما اینکه این هستهی مایع شامل چه چیزی است، همچنان مورد بحث است. مدلهای هستهی داخلی جامد و هستهی کاملاً مایع هر دو با دادههای آپولو سازگار هستند.
برای حل این مسئله یکبار برای همیشه، بریو و همکارانش دادههایی از مأموریتهای فضایی و آزمایشهای فاصلهسنجی لیزری ماه را گردآوری کردند تا ویژگیهای مختلف آن را بررسی کنند. این ویژگیها شامل میزان تغییر شکل ماه تحت تأثیر گرانش زمین، تغییرات فاصله آن از زمین، و چگالی آن است.
سپس، آنها مدلسازیهای مختلفی را برای انواع هستههای ممکن انجام دادند تا ببینند کدامیک با دادههای مشاهدهشده بیشترین تطابق را دارد.
آنها به چند یافتهی جالب دست یافتند:
نخست اینکه مدلهایی که بیشترین شباهت را به واقعیتهای شناختهشدهی ماه دارند، نشاندهندهی یک فرایند فعال در عمق گوشتهی ماه هستند. به این معنا که مواد متراکمتر به سمت مرکز سقوط میکنند و مواد کمچگالتر به سطح نزدیک میشوند. مدتهاست که این فرایند بهعنوان یک توضیح برای حضور برخی عناصر در نواحی آتشفشانی ماه پیشنهاد شده است. پژوهش این تیم، شواهد بیشتری را در حمایت از این نظریه ارائه میدهد.
همچنین، آنها دریافتند که هستهی ماه بسیار شبیه به هستهی زمین است؛ با یک لایهی بیرونی مایع و یک هستهی داخلی جامد. بر اساس مدلسازی آنها، شعاع هستهی بیرونی حدود ۳۶۲ کیلومتر و شعاع هستهی داخلی حدود ۲۵۸ کیلومتر است، که تقریباً ۱۵ درصد از کل شعاع ماه را تشکیل میدهد.
این تیم همچنین دریافت که چگالی هستهی داخلی ماه حدود ۷۸۲۲ کیلوگرم بر متر مکعب است، که بسیار نزدیک به چگالی آهن است.
جالب اینکه در سال ۱۳۹۰، تیمی به سرپرستی رنه وبر، دانشمند سیارهای ناسا، با استفاده از پیشرفتهترین روشهای لرزهشناسی آن زمان روی دادههای آپولو، به نتیجهی مشابهی رسیدند. آنها شواهدی از یک هستهی داخلی جامد با شعاعی در حدود ۲۴۰ کیلومتر و چگالی حدود ۸۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب یافتند.
بریو و همکارانش میگویند یافتههای آنها تأییدی بر نتایج قبلی است و شواهد قویتری را برای یک هستهی ماه با ویژگیهای مشابه زمین ارائه میدهد. این موضوع پیامدهای جالبی برای درک تکامل ماه دارد.
میدانیم که مدت کوتاهی پس از تشکیل، ماه یک میدان مغناطیسی قوی داشت که حدود ۳.۲ میلیارد سال پیش شروع به کاهش کرد. چنین میدانی معمولاً در اثر حرکت و همرفت در هسته ایجاد میشود، بنابراین ترکیب هستهی ماه برای درک علت و چگونگی ناپدید شدن میدان مغناطیسی آن بسیار مهم است.
با توجه به امید بشر برای بازگشت به ماه در آیندهای نهچندان دور، شاید نیازی نباشد زیاد منتظر تأیید لرزهای این یافتهها بمانیم.
این پژوهش در مجلهی Nature منتشر شده است.
نسخهی اولیه این مقاله نخستین بار در اردیبهشت ۱۴۰۲ منتشر شد.
