دانشمندان نگاه جدیدی به داخل ماه کردند!!

تحقیقات جدید با استفاده از داده‌های قدیمی به کشف ساختار هسته ماه کمک کرده است. این یافته‌ها نشان می‌دهد که منظومه شمسی اولیه چگونه بوده است.

این نمودار ساختار درونی ماه، از جمله هسته داخلی و خارجی و همچنین مکان‌های احتمالی فعالیت لرزه‌ای را نشان می‌دهد. اعتبار: ناسا

بین سال‌های 1969 تا 1972، فضانوردان پنج مأموریت آپولو، لرزه‌سنج‌هایی را روی سطح ماه قرار دادند. در سال 2011، گروهی از محققان ناسا به رهبری رنی وبر از داده‌های لرزه‌ای به‌دست‌آمده برای دریافت تصویری استفاده کردند از آنچه در مرکز ماه نهفته است. نتایج آنها یک هسته داخلی جامد و یک هسته خارجی مایع را استنباط کرد. داده‌ها همچنین حاکی از یک لایه ذوب شده در اطراف هسته ماه است.

آن عکس فوری از داخل ماه، به دلیل امواج لرزه‌ای که از سنگ ماه پراکنده می‌شوند و نبود ابزار در سمت دور ماه تا حدودی مبهم بود.

اکنون تیمی از ستاره شناسان فرانسوی تصویری قطعی ارائه کرده اند. نتایج آنها تا حدی با پیش‌بینی‌های محققان ناسا همخوانی دارد – اما شامل برخی شگفتی‌ها نیز می‌شود.

جمع‌آوری اندازه‌گیری‌ها

آرتور بریو و همکارانش در آژانس فضایی فرانسه CNES، رصدخانه کوت دازور و رصدخانه پاریس مجموعه داده‌هایی را دوباره تحلیل کردند که رنی وبر و همکارانش برای مقاله سال 2011 خود استفاده کرده بودند. آنها همچنین داده‌هایی از منابع دیگر، از جمله ماهواره‌های قمری GRAIL و آزمایش محدوده لیزری ماه (LLR) را شامل می‌شوند. آنها یافته‌های خود را در 3 می در مجله Nature منتشر کردند.

GRAIL (آزمایشگاه بازیابی گرانشی و داخلی) یک ماموریت ناسا برای تهیه نقشه با کیفیتی از میدان گرانشی ماه بود. فضاپیمای دوقلو در شب سال نوی 2011 و روز سال نوی 2012 وارد مدارهای بسیار کم ماه شد. آنها تا دسامبر 2012 کار کردند. فضاپیما داده‌ها را بین یکدیگر و زمین ارسال و دریافت می‌کرد و تغییرات فاصله بین دو فضاپیما را اندازه‌گیری می‌کرد. این امر به آنها اجازه داد تا تغییرات میدان گرانش ماه را با جزئیات زیاد اندازه گیری کنند و به ساختار داخلی آن نگاه کنند.

مرکز فاصله لیزری گوددارد که لیزری را به سمت فضاپیمای LRO در مدار اطراف ماه هدایت می‌کند که برای این تصویر بیش از حد نوردهی شده است. اعتبار: تام زاگوودزکی/مرکز پرواز فضایی گدارد

فاصله لیزری ماه (LLR) فاصله بین زمین و نقاط روی سطح ماه را اندازه گیری می‌کند. دانشمندان لیزرهایی را به فضا پرتاب می‌کنند و زمان رفت و برگشت پالسهای بازتاب شده به زمین توسط یکی از پنج بازتابندهای که چند خدمه آپولو روی ماه قرار داده‌اند، یا بازتابنده‌هایی اندازه گیری می‌کنند که در فرودگرهای بدون خدمه Lunokhod 1 و 2 شوروی باقی مانده اند.

بریو و همکارانش از این داده‌ها برای ایجاد نمایه‌ای پیچیده از ویژگیهای ماه استفاده کردند. سپس، آنها شبیه‌سازی‌هایی از انواع مختلف هسته‌ها ساختند تا ببینند کدام‌یک بیشتر شبیه مشاهدات شناخته شده است. این تیم نوشت: «نمایه‌های انتخاب شده، 0.12 درصد از مجموع 120000 شبیه‌سازی ایجاد شده را نشان می‌دهند (حدود 144 عکس فوری شبیه‌سازی شده از هسته ماه).

مدل‌هایی که بیشتر با آنچه ما قبلاً در مورد ماه می‌دانیم مطابقت دارند، به یک “منطقه ویسکوزیته کم” در عمق گوشته ماه نیاز دارند. در این منطقه، مواد متراکمتری به سمت مرکز و مواد سبکتر به سمت بالا جریان می‌یابد. این به نوبه خود حضور مواد معدنی مانند ایلمنیت (یک اکسید آهن-تیتانیوم) را در برخی از مناطق آتشفشانی سابق سطح ماه به بهترین شکل توضیح می‌دهد. هنگامی که بیشتر گوشته به سنگ کم و بیش جامد “یخ زد”، مهاجرت ایلمنیت به سطح متوقف شد.

با هسته داخلی جامد و هسته بیرونی سیالتر، مرکز ماه شبیه به زمین است. این تیم در مقاله تحقیقاتی می‌گوید: «فقط یک ماه با یک هسته بیرونی چسبناک و یک هسته داخلی جامد» می‌تواند دقیقاً با آنچه ما در مورد ژئوفیزیک و گرادیان‌های دمایی درون ماه می‌دانیم مطابقت داشته باشد. هسته داخلی چگالی نزدیک به آهن دارد و شعاع آن در حدود 258 کیلومتر (160 مایل) است. هسته بیرونی 362 کیلومتر (225 مایل) شعاع دارد.

پیامدهای این یافته‌ها مهم است. مدل هسته داخلی محققان با آنچه مطابقت دارد که ما در مورد تکامل میدان مغناطیسی ماه می‌دانیم. مطالعات سنگ‌های ماه نشان می‌دهد که بین 4.25 تا 3.56 بیلیون سال پیش، ماه باید یک دینام هسته قوی داشته باشد که یک میدان مغناطیسی جهانی شبیه به زمین را به حرکت در می‌آورد. میدان ماه پس از آن در طول 400 میلیون سال آینده ضعیف شد و قدرت آن خیلی بیشتر از میدان تولید شده توسط اجاق مایکروویو نبود.

نتایج آنها همچنین مدلی به نام “فرضیه دم برافزایش” را نسبت به بمباران سنگین اواخر کلاسیک (LHB) برای منبع ایریدیوم، پلاتین، طلا، کبالت و نیکل در گوشته ماه ترجیح می‌دهد. ماه (مانند زمین) قطعاً در حدود 3.9 بیلیون سال پیش توسط برخوردهای غول آسا تحت تأثیر قرار گرفت، اما آیا این فقط پایان طبیعی شکل‌گیری سیاره بود (جایی که تکه‌های باقی مانده از مواد سیاره‌ای هنوز در اطراف پرواز می‌کردند و به اشیاء می‌کوبیدند) یا آنچه که مدت‌ها نظریه‌پردازی شده بود. LHB (جایی که برخی اختلالات در سیارات بیرونی باعث ایجاد طوفان تگرگ از مواد سنگی و یخی به سمت خورشید شد)، یک بحث آزاد بین دانشمندان است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Scientists get a new look inside the Moon

By Joel Davis | Published: August 10, 2023

https://www.astronomy.com/science/scientists-get-a-new-look-inside-the-moon/