دانشمندان درنهایت ساختار درونی ماه را کشف کردند

براساس مطالعه‌ای که به تازگی در مجله «نیچر» به چاپ رسیده است، دانشمندان دریافتند هسته درونی ماه یک کره جامد با چگالی مشابه آهن است.

بررسی ترکیب داخلی اجرام منظومه شمسی به‌طور موثر از طریق داده‌های لرزه‌ای انجام می‌شود. نحوه حرکت امواج صوتی ایجاد شده توسط زمین لرزه‌ها و انعکاس آن‌ها از مواد داخل یک ستاره یا سیاره به دانشمندان کمک می‌کند تا به ساختار درونی آن جسم پی ببرند.

داده‌های لرزه‌ای ماه نیز توسط ماموریت «آپولو» جمع‌آوری شده است اما متاسفانه کیفیت آن برای تعیین دقیق وضعیت هسته داخلی ناکافی بوده است. دانشمندان همواره می‌دانستند که یک هسته بیرونی سیال وجود دارد اما نمی‌دانستند این هسته چه چیزی را در برگرفته است. مدل‌های یک هسته داخلی جامد و یک هسته کاملا سیال با داده‌های آپولو همخوانی دارند اما متاسفانه برای تایٔید نهایی کافی نبودند.

حالا آرتور بریو» منجم مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه و همکارانش داده‌هایی را از ماموریت‌های فضایی و آزمایش‌های دو لیزری ماه جمع‌آوری کردند تا از مشخصات دیگری از ماه سر درآورند. این مشخصات شامل درجه تغییر شکل آن توسط برهمکنش گرانشی با زمین، تغییر در فاصله از زمین و همچنین چگالی آن است. آن‌ها سپس از مدل‌سازی با انواع هسته داخلی کمک کردند تا نشان دهند کدام یک با داده‌های کنونی تطبیق دارد.

آن‌ها به چندین نتیجه جالب دست یافتند. اول، مدل‌هایی که بیشترین شباهت را به آنچه در مورد ماه می‌دانیم دارند، یک فعالیت مخرب در گوشته را توصیف می‌کنند. این یعنی مواد متراکم در داخل ماه به سمت مرکز سقوط می‌کنند و مواد با چگالی کمتر به سمت پوسته حرکت می‌کنند. این فعالیت مد‌ت‌هاست که به عنوان راهی برای توضیح عناصر خاص در مناطق آتشفشانی ماه پیشنهاد شده است.

دانشمندان همچنین دریافتند هسته ماه شبیه به هسته زمین است – یک لایه سیال بیرونی و یک هسته داخلی جامد. با توجه به مدل‌سازی‌های انجام شده، شعاع هسته بیرونی ۳۶۲ کیلومتر و هسته داخلی ۲۵۸ کیلومتر است. این حدود ۱۵ درصد از کل شعاع قمر زمین را به خود اختصاص می‌دهد.

این تیم همچنین دریافت که هسته داخلی نیز دارای چگالی حدود ۷۸۲۲ کیلوگرم بر متر مکعب است که بسیار شبیه به چگالی آهن است.

بریو در این‌باره گفت: «نتایج ما، نظریه‌های تحول میدان مغناطیسی ماه را به دلیل وجود هسته آهنی زیر سوال می‌برد. این نتایج همچنین از عدم وجود گوشته پشتیبانی می‌کند. با این وجود، سناریوی محتمل در شکل‌گیری ماه در چند میلیارد سال اول منظومه شمسی به طور کامل باید بازنویسی شود.»

آن‌ها امیدوارند این نکته به حل یک بحث طولانی در مورد جامد یا مذاب بودن هسته ماه کمک کند و درنتیجه آن درک دقیقی از تاریخ تولد قمر زمین در منظومه شمسی حاصل شود.

تیم دیگری از محققان در مرکز تحقیقات «مارشال» ناسا نیز در سال ۲۰۱۱ به نتیجه مشابهی دست یافته بودند. آن‌ها اعلام کردند که هسته داخلی جامد ماه شعاعی حدود ۲۴۰ کیلومتر و چگالی حدود ۸۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب دارد.

بریو عقیده دارد نتایج آن‌ها تایٔیدی بر یافته‌های قبلی است و پیامدهای جالبی در تفسیر نحوه تکامل ماه خواهد داشت.