درون کرۀ ماه از چه چیزی تشکیل شده؟

اول صبح؛ بر اساس تحقیقات کاملی که ماه می‌۲۰۲۳ منتشر شد، هسته درونی ماه در واقع یک توپ جامد با چگالی مشابه با چگالی آهن است. محققان امیدوارند این یافته به پایان دادن به یک بحث طولانی در مورد جامد یا مذاب بودن قلب درونی ماه کمک کند و به درک دقیق‌تری از تاریخ ماه و در نتیجه، تاریخ منظومه شمسی منجر شود.

تیمی به رهبری آرتور برایو، ستاره‌شناس مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه نوشت: «نتایج ما، تکامل میدان مغناطیسی ماه را به لطف اثبات وجود هسته داخلی، زیر سوال می‌برد و از سناریوی واژگونی گوشته پشتیبانی می‌کند که بینش‌های قابل‌توجهی در مورد جدول زمانی بمباران ماه در ۱ میلیارد سال نخست منظومه شمسی به ارمغان می‌آورد.»

بررسی ترکیب داخلی اجسام در منظومه شمسی به بهترین شکل از طریق داده‌های لرزه‌ای انجام می‌شود. نحوه حرکت امواج صوتی ایجادشده توسط زمین‌لرزه‌ها و انعکاس آن‌ها از مواد داخل یک سیاره یا ماه می‌تواند به دانشمندان کمک کند نقشه دقیقی از داخل جسم ترسیم کنند.

اتفاقاً دانشمندان داده‌های لرزه‌ای ماه را که توسط مأموریت آپولو جمع‌آوری شده در اختیار دارند، اما وضوح آن‌ها برای تعیین دقیق وضعیت هسته داخلی بسیار کم است. ما می‌دانیم یک هسته بیرونی سیال وجود دارد، اما این که چه چیزی را در بر می‌گیرد، همچنان مورد بحث است.

برایو و همکارانش داده‌هایی را از مأموریت‌های فضایی و آزمایش‌های فاصله‌سنجی لیزری ماه جمع‌آوری کردند تا مشخصاتی از ویژگی‌های مختلف ماه را تعیین کنند. این ویژگی‌ها شامل درجه تغییر شکل توسط برهمکنش گرانشی با زمین، تغییر در فاصله آن از زمین و چگالی آن می‌شود.

برداشتی هنرمندانه از ابزارهای مختلف که ویژگی‌های ماه را اندازه‌گیری می‌کنند تا هسته آن آشکار شود

سپس، آن‌ها مدل‌سازی را با انواع هسته‌های مختلف انجام دادند تا بفهمند کدامیک با داده‌های مشاهده‌ای بیشترین مطابقت را دارد.

آن‌ها به چندین یافته جالب رسیدند. اولاً، مدل‌هایی که بیشترین شباهت را به آنچه در مورد ماه می‌دانیم داشتند، واژگونی فعال در عمق گوشته ماه را توصیف می‌کنند. این به آن معناست که مواد متراکم‌تر داخل ماه به سمت مرکز 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.

یافته دیگر محققان این بود که هسته ماه بسیار شبیه به هسته زمین است؛ با یک لایه سیال بیرونی و یک هسته درونی جامد. با توجه به مدل‌سازی آن‌ها، شعاع هسته بیرونی حدود ۳۶۲ کیلومتر و شعاع هسته داخلی حدود ۲۵۸ کیلومتر است. این رقم حدود ۱۵ درصد از کل شعاع ماه است.

تیم تحقیق دریافت هسته داخلی نیز دارای چگالی حدود ۷۸۲۲ کیلوگرم بر مترمکعب است و این مقدار بسیار نزدیک به چگالی آهن است.

جالب اینجاست که سال ۲۰۱۱، تیمی به سرپرستی رنه وبر، دانشمند سیاره‌شناسی ناسا مارشال، با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته لرزه‌شناسی آن زمان روی داده‌های آپولو برای مطالعه هسته ماه، به نتیجه مشابهی دست یافتند. آن‌ها شواهدی از یک هسته داخلی جامد با شعاعی حدود ۲۴۰ کیلومتر و چگالی حدود ۸۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب پیدا کردند.

برایو و تیمش می‌گویند نتایج آن‌ها تاییدی بر یافته‌های قبلی است و یک نشانۀ قوی برای هسته‌ی زمین‌مانند ماه است و اینها پیامدهای جالبی برای تکامل ماه دارد.

ما می‌دانیم ماه کمی 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.

با توجه به امید بشر برای بازگشت به ماه در یک زمان نسبتاً کوتاه، شاید لازم نباشد مدت زیادی منتظر تأیید لرزه‌ای این یافته‌ها باشیم.