دانشمندان جنس «مرکز کرۀ ماه» را شناسایی کردند

تحقیقات کاملی که ماه مه ۲۰۲۳ منتشر شده نشان داده که هسته درونی ماه در واقع یک توپ جامد با چگالی مشابه چگالی آهن است. محققان امیدوارند این یافته به حل یک بحث طولانی درباره جامد یا مذاب بودن قلب درونی ماه کمک کند و به درک دقیق‌تری از تاریخ ماه و در نتیجه تاریخ منظومه شمسی منجر شود. 

بررسی ترکیب داخلی اجسام در منظومه شمسی به موثرترین روش به کمک داده‌های لرزه‌ای انجام می‌شود. نحوه حرکت امواج صوتی تولیدشده توسط زمین‌لرزه‌ها از میان مواد داخل یک سیاره یا ماه و بازتاب آن می‌تواند به دانشمندان کمک کند نقشه‌ای دقیق از داخل جسم ترسیم کنند. 

ما اتفاقاً داده‌های لرزه‌ای ماه را که توسط مأموریت آپولو جمع‌آوری شده بودند داشتیم، اما وضوح آنها برای تعیین دقیق وضعیت هسته درونی بیش از حد کم بود. ما می‌دانیم یک هسته بیرونی سیال وجود دارد، اما اینکه این هسته چه چیزی را در برگرفته، همچنان مورد بحث است.  

بریود و همکارانش داده‌هایی را از مأموریت‌های فضایی و آزمایش‌های فاصله‌سنجی لیزری قمری جمع‌آوری کردند تا شرح‌حالی از ویژگی‌های مختلف ماه را بدست آورند. این داده‌ها شامل درجه تغییرشکل آن توسط برهمکنش گرانشی آن با زمین، تغییر در فاصله آن از زمین و چگالی آن می شد. 

سپس، مدل‌سازی را با انواع هسته‌های مختلف انجام دادند تا بفهمند کدامیک با داده‌های مشاهده‌ای نزدیک‌ترین مطابقت را دارد. آن‌ها به چندین یافته جالب رسیدند. نخست، مدل‌هایی که بیشترین شباهت را به آنچه در مورد ماه می‌دانیم، واژگونی فعال در عمق گوشته ماه را توصیف کردند. 

معنایش این است که مواد متراکم‌تر داخل ماه به سمت مرکز سقوط می‌کنند و مواد کمتر متراکم به سمت بالا می‌روند. این فعالیت مدتهاست به عنوان راهی برای توضیح حضور عناصر خاص در مناطق آتشفشانی ماه پیشنهاد شده است. 

محققان دریافتند هسته ماه بسیار شبیه هسته زمین است با یک لایه سیال بیرونی و یک هسته داخلی جامد. با توجه به مدل‌سازی محققان، شعاع هسته بیرونی حدود ۳۶۲ کیلومتر و هسته داخلی حدود ۲۵۸ کیلومتر است. این حدود ۱۵ درصد از کل شعاع ماه است. 

این تیم دریافته که هسته داخلی دارای چگالی حدود ۷۸۲۲ کیلوگرم بر متر مکعب است؛ بسیار نزدیک به چگالی آهن!

تصویر ماه ثبت‌شده توسط اندرو مَک‌کارتی و کانر ماترن

جالب اینجاست که سال ۲۰۱۱، تیمی به سرپرستی رنه وِبِر، دانشمند سیاره‌شناسی مارشال ناسا، با استفاده از چیزی که آن زمان تکنیک‌های پیشرفته لرزه‌شناسی داده‌های آپولو برای مطالعه هسته ماه بود به نتیجه مشابهی دست یافتند. آن‌ها شواهدی از یک هسته درونی جامد با شعاع حدود ۲۴۰ کیلومتر و چگالی حدود ۸۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب پیدا کردند. 

بریود و تیمش می‌گویند نتایج آن‌ها تاییدی بر یافته‌های قبلی است و یک مورد بسیار قوی برای هسته ماه‌مانند زمین است و معانی جالبی برای تکامل ماه دارد. 

ما می‌دانیم ماه مدت کوتاهی پس از شکل‌گیری، میدان مغناطیسی قدرتمندی داشت که حدود ۳.۲ میلیارد سال پیش شروع به کاهش کرد. چنین میدان مغناطیسی با حرکت و جابجایی در هسته ایجاد می‌شود، بنابراین آنچه هسته ماه از آن ساخته شده عمیقاً به چگونگی و چرایی ناپدید شدن میدان مغناطیسی مرتبط است.