Zajrzeli w głąb Księżyca. To tam szukamy historii początku Układu Słonecznego
Nowe spojrzenie na znane od dawna dane pozwoliły astronomom odkryć jak zbudowane jest jądro Księżyca. Dzięki temu nasze zrozumienie tego jak wyglądał wczesny Układ Słoneczny może się znacznie polepszyć.
Do tej pory bazowaliśmy na danych z sejsmometrów pozostawionych na powierzchni Srebrnego Globu przez astronautów na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Nowe podejście do ich interpretacji przynosi nieszablonowe odkrycia.
Od programu Apollo do Francuskiej Agencji Kosmicznej
W 2011 r. grupa badaczy NASA pod przewodnictwem Renee Weber wykorzystała te dane, by dowiedzieć się, jak wygląda jądro naszego naturalnego satelity. Dane sugerowały, że Księżyc posiada stałe jądro wewnętrzne i płynne jądro zewnętrzne. Z tego co wyczytali w pomiarach naukowcy wynikało, że istnieje także warstwa częściowo stopionych skał otaczających księżycowe jądro.
Teraz zespół francuskich astronomów potwierdził w większości wnioski badaczy z NASA, choć... nie do końca. Arthur Briaud i jego zespół z Francuskiej Agencji Kosmicznej CNES, we współpracy z Obserwatorium Lazurowego Wybrzeża oraz Obserwatorium Paryskim, sięgnęli do innych źródeł. Należą do nich dane z obserwacji satelitów księżycowych GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) i eksperymentu Lunar Laser Ranging (LLR).
GRAIL był trwającą rok misją NASA, w ramach której dwa identyczne statki kosmiczne weszły na bardzo niskie orbity księżycowe. Ich celem było stworzenie możliwie najdokładniejszej mapy pola grawitacyjnego Księżyca. Statki misji GRAIL przesyłały i odbierały dane między sobą a Ziemią, a następnie dokonywały pomiarów zmian odległości między nimi. Pozwoliło to na bardzo szczegółowe pomiary zmian w polu grawitacyjnym Księżyca. Dzięki temu udało się nam zajrzeć do jego wnętrza.
Dzięki pracy francuskich naukowców okazuje się, że stałe jądro wewnętrzne i płynne jądro zewnętrzne, jakie znajduje się we wnętrzu Księżyca, upodobnia go do Ziemi. Jak twierdzą naukowcy w opublikowanym artykule badawczym, Księżyc z płynnym jądrem zewnętrznym i stałym jądrem wewnętrznym pasuje do tego, co już wiemy o geofizyce i wahaniach temperatury we wnętrzu naszego naturalnego satelity. Wewnętrzny rdzeń Księżyca ma gęstość zbliżoną do gęstości żelaza, a jego promień jest równy 258 km. Z kolei wewnętrzny rdzeń ma promień wynoszący 362 km.
Co to oznacza? Przede wszystkim to, że praca francuskich badaczy i opracowany przez nich model wewnętrznego jądra Księżyca potwierdza wszystko, co już wiedzieliśmy o ewolucji jego pola magnetycznego. Dzięki analizie skał księżycowych wiemy teraz także, że między 4,25 a 3,56 miliarda lat temu Księżyc musiał mieć silne pole magnetyczne napędzane przez jego jądro, czyli zupełnie jak Ziemia. Jednak w ciągu następnych 400 milionów jego pole magnetyczne osłabło i dziś ma siłę mniej więcej taką, jaką wytwarza przeciętna kuchenka mikrofalowa.
Skąd się wzięły na Księżycu platyna i złoto?
Wyniki badań z Francji sugerują wyraźnie, że źródłem pierwiastków takich jak iryd, platyna, złoto, kobalt i nikiel w płaszczu księżycowym jest tzw. ogon akrecyjny. Usuwa to nieco w cień drugą hipotezę, jaką jest założenie klasycznego późnego ciężkiego bombardowania (LHB).
Podobnie jak Ziemia, 3,9 mld lat temu Księżyc był intensywnie bombardowany przez kosmiczny gruz pozostały po tworzeniu się Układu Słonecznego. Jedna z hipotez zakłada, że deszcz asteroid, jaki spadł wtedy na Księżyc, był po prostu naturalnym końcem procesu formowania się planet, w którym resztki materiału planetarnego wciąż krążyły w przestrzeni kosmicznej i spadały na napotkane ciała niebieskie.
Drugą jest teoria LHB mówiąca o tym, że bombardowanie Księżyca trwało dłużej i było spowodowane zakłóceniami wciąż nieustalonych wtedy do końca orbit zewnętrznych planet naszego układu planetarnego, co miało kierować odłamki skalnej i lodowej materii w kierunku Słońca.
Która z tych teorii jest prawdziwa? Naukowcy wciąż się o to spierają
Na dziś wydaje się, że bardziej prawdopodobna jest pierwsza z teorii dotycząca ogona akrecyjnego. Zdaniem francuskich naukowców, gdyby istotnie słuszne było założenie o LHB na Księżycu, to powinno być około 10 razy więcej wspomnianych pierwiastków metalicznych niż jest ich tam w rzeczywistości. Scenariusz z ogonem akrecyjnym jest również zgodny z przyjętą chronologią tego, jak przebiegała ewolucja orbit planet zewnętrznych, ponieważ nie wymaga, by niestabilność tych planet trwała jeszcze długo po rozproszeniu się materiału protoplanetarnego.
Jak było naprawdę? Odpowiedź mają dać dalsze badania, z których już wkrótce wiele może być przeprowadzonych przez astronautów na powierzchni Księżyca
