رسمی شد: دانشمندان تأیید کردند که درون ماه‌مان چه چیزی وجود دارد

میشل ستار

۴ دقیقه مطالعه

خب، حکم صادر شد. ماه در واقع از پنیر سبز ساخته نشده است.

تحقیقی جامع که در مه ۲۰۲۳ منتشر شد، نشان داد که هستهٔ داخلی ماه در واقع یک کرهٔ جامد با چگالی‌ای مشابه چگالی آهن دارد.

محققان امیدوارند این کشف به پایان دادن به مناظرهٔ طولانی دربارهٔ اینکه آیا هستهٔ داخلی ماه جامد است یا مذاب، کمک کند و درک دقیق‌تری از تاریخچهٔ ماه – و به تبع آن، سامانهٔ خورشیدی – فراهم آورد.

مرتبط: چین چیزی غیرمنتظره‌ای از پشت ماه بازگرداند

“نتایج ما”، نوشت تیمی به رهبری ستاره‌شناس آرتور بریاد از مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه، “سؤال می‌کند دربارهٔ تکامل میدان مغناطیسی ماه، به‌دلیل نشان‌دادن وجود هستهٔ داخلی و پشتیبانی از یک سناریوی وارونگی جهانی مانتل که بینش‌های مهمی دربارهٔ جدول زمانی بمباران ماه در یک میلیارد سال نخستین سامانهٔ خورشیدی ارائه می‌دهد.”

برای خلاصه‌ای از آنچه یافته‌اند، ویدئوی زیر را ببینید:

کوشش برای شناسایی ترکیب داخلی اجسام سامانهٔ خورشیدی به‌طور مؤثری از طریق داده‌های لرزه‌ای انجام می‌شود. نحوهٔ حرکت امواج صوتی تولید شده توسط زلزله‌ها که در داخل یک سیاره یا ماه عبور کرده و از مواد داخلی بازتاب می‌کنند، می‌تواند به‌دانشمندان کمک کند تا نقشهٔ دقیق‌تری از ساختار داخلی آن‌جرم ترسیم کنند.

ما به‌خوشبختی داده‌های لرزه‌ای ماه را که توسط ماموریت آپولو جمع‌آوری شده‌اند در اختیار داریم، اما وضوح آن‌ها برای تعیین دقیق وضعیت هستهٔ داخلی کافی نیست. می‌دانیم که هستهٔ بیرونی مایع وجود دارد، اما جزئیات آن همچنان مورد مناظره است. مدل‌های هستهٔ داخلی جامد و هستهٔ کاملاً مایع به‌خوبی با داده‌های آپولو سازگارند.

برای حل قطعی این مسأله، بریاد و همکارانش داده‌های مأموریت‌های فضایی و آزمایش‌های ریزنگاری لیزری ماه را جمع‌آوری کردند تا نمایه‌ای از ویژگی‌های مختلف ماه تدوین کنند. این ویژگی‌ها شامل میزان تغییر شکل آن تحت تعامل گرانشی با زمین، تغییرات فاصله‌اش از زمین و چگالی آن می‌شود.

بعداً، آن‌ها مدلسازی‌های مختلفی را با انواع هسته‌های گوناگون انجام دادند تا ببینند کدام به‌نزدیکی با داده‌های مشاهده‌ای مطابقت دارد.

چندین یافتهٔ جالب به‌دست آمد. اولاً، مدل‌هایی که بیش‌ترین شباهت را به دانش موجود دربارهٔ ماه داشتند، وارونگی فعال عمیق درون مانتل ماه را توصیف می‌کردند.

این به این معنی است که مواد سنگین‌تر در داخل ماه به سمت مرکز می‌افتند و مواد سبک‌تر به سمت سطح صعود می‌کنند. این پدیده از دیرباز به‌عنوان روشی برای توضیح حضور برخی عناصر در مناطق آتشفشانی ماه مطرح شده است. پژوهش این تیم نقطه‌ای دیگر به‌سوی شواهد مثبت اضافه می‌کند.

آن‌ها دریافتند که هستهٔ ماه بسیار شباهت به هستهٔ زمین دارد – با یک لایهٔ بیرونی مایع و یک هستهٔ داخلی جامد. بر پایهٔ مدلسازی آن‌ها، لایهٔ بیرونی شعاعی تقریباً ۳۶۲ کیلومتر (۲۲۵ مایل) دارد و هستهٔ داخلی شعاعی تقریباً ۲۵۸ کیلومتر (۱۶۰ مایل) دارد. این مقدار حدود ۱۵ ٪ از شعاع کل ماه را تشکیل می‌دهد.

هستهٔ داخلی، بر اساس یافته‌های تیم، چگالی حدود ۷٬۸۲۲ کیلوگرم بر متر مکعب دارد که بسیار نزدیک به چگالی آهن است.

جالب است که در سال ۲۰۱۱، تیمی به رهبری دانشمند سیاره‌شناسی ناسا رنی وبر، با استفاده از تکنیک‌های پیشرفتهٔ لرزه‌شناسی که آن زمان روز دنیا بودند، بر روی داده‌های آپولو هستهٔ ماه را بررسی کرد. آن‌ها شواهدی از یک هستهٔ داخلی جامد با شعاع حدود ۲۴۰ کیلومتر و چگالی حدود ۸٬۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب یافتند.

نتایجشان، به گفتهٔ بریاد و تیمش، تأیید کنندهٔ آن یافته‌های قبلی است و موردی قوی برای وجود هسته‌ای شبیه به زمین در ماه ارائه می‌دهد. این امر نیز پیامدهای جالبی برای تکامل ماه دارد.

ما می‌دانیم که تنها چند صد میلیون سال پس از شکل‌گیری‌اش، ماه دارای یک میدان مغناطیسی قدرتمند بود که حدود ۳٫۲ میلیارد سال پیش شروع به کاهش کرد. چنین میدانی توسط حرکت و همرفت در هسته تولید می‌شود؛ بنابراین ترکیب هستهٔ ماه به‌طور عمیق با چگونگی ناپدید شدن این میدان مرتبط است.

با توجه به امید بشریت برای بازگشت به ماه در زمانی نسبتاً کوتاه، شاید مدت زیادی برای تأیید لرزه‌ای این نتایج باقی نماند.

این پژوهش در Nature منتشر شده است.

نسخهٔ اولیهٔ این مقاله در مه ۲۰۲۳ منتشر شد.