2011 m. žurnale „Science“ publikuotame tyrime pirmą kartą patvirtintas Mėnulio branduolio sluoksniavimasis ir daryta prielaida, kad Mėnulis, kaip ir Žemė, turi kietą vidinį branduolį, kurį supa išlydytas išorinis branduolys. Tačiau Mėnulio viduje aplink išorinį branduolį taip pat yra dar vienas iš dalies išsilydžiusios medžiagos sluoksnis. Tyrime nustatyta, kad tai – magmos žiedas.
Šie rezultatai buvo gauti surinkus keturių seismometrų duomenis, kuriuos 1969-1972 m. Mėnulyje įrengė NASA astronautai per šešis pilotuojamus kosminės agentūros „Apollo“ nusileidimus Mėnulyje. Seismometrai veikė iki 1977 m.
Tyrimo autorė Renee Weber iš NASA Marshallo kosminių skrydžių centro Hantsvilyje (Alabama, JAV) teigia, kad šie duomenys buvo nuolatos naudojami nuo „Apollo“ misijų laikų.
Didžioji dalis informacijos apie Mėnulio branduolio sudėtį buvo gauta stebint jo sukimąsi aplink savo ašį, potvynių sukeltus iškraipymus bei magnetinį lauką. Tiesa, tyrėjai teigė, kad tikslių duomenų, kuriais būtų galima remtis, buvo nedaug.
Tyrime dalyvavęs profesorius Edas Garnero iš Arizonos universiteto Žemės ir kosmoso tyrimų mokyklos sako, kad Mėnulio gelmės, o ypač tai, ar jis turi branduolį, seismologams iki šiol buvo sunkiai suvokiamos. Jo teigimu, seisminiai duomenys iš senųjų „Apollo“ misijų buvo pernelyg neaiškūs, kad galima būtų patikimai atvaizduoti Mėnulį.
R.Weber, E.Garnero ir jų kolegos pasinaudojo nauju inovatyviu metodu, iš pradžių sukurtu žemės drebėjimų stebėjimams Žemėje analizuoti, ir pateikė pirmą tiesioginę informaciją apie Mėnulio branduolį.
Tyrimas parodė ne tik Mėnulio vidaus sluoksniuotumą, bet ir tai, kad daug geležies turinčiame vidiniame Mėnulio branduolyje yra mažiau nei 6 proc. lengvųjų elementų, pavyzdžiui, sieros.
Atgarsiai iš Mėnulio praeities
Šio Mėnulio branduolio tyrimo pagrindas – NASA „Apollo“ pasyvusis seisminis eksperimentas, kurį „Apollo“ astronautai įrengė Mėnulio paviršiuje visų šešių nusileidimų Mėnulyje metu – pradedant istoriniu „Apollo 11“ skrydžiu 1969 m. liepą.
R.Weber ir jos komanda nenaudojo „Apollo 11“ seismometro duomenų, tačiau analizavo „Apollo 12“, „Apollo 14“, „Apollo 15“ ir „Apollo 16“ skrydžių metu įrengtų prietaisų duomenis. Dar vienas seismometras taip pat buvo įrengtas 1972 m. paskutinio „Apollo 17“ nusileidimo Mėnulyje metu.
Seismometrų informacija į Žemę buvo siunčiama beveik aštuonerius metus, o 1977 m. rugsėjį jie buvo išjungti. Didžiąją dalį duomenų sudarė Mėnulio drebėjimai ir meteoroidų smūgiai, nors ir pati NASA tyčia sugadino kelių „Saturn V“ raketų Mėnulyje pakopas ir Mėnulio nusileidimo aparatus, naudotus „Apollo“ misijose, kad padėtų kalibruoti seisminį tinklą.
Nuo tada mokslininkai stengėsi iš eksperimento išspausti kuo daugiau informacijos apie Mėnulio vidų, todėl čia įsitraukė ir R.Webber komanda.
Mėnulio branduolyje
R.Weber ir jos kolegos tyrimą pradėjo nuo esamų Mėnulio seisminių signalų analizės. Tyrimo metu nustatyta, kad daugiau nei 6000 iš jų buvo giluminiai Mėnulio drebėjimai, vykstantys maždaug 700 km gylyje.
Tyrėjų teigimu, šie Mėnulio drebėjimai kilo iš konkrečių Mėnulio vidaus vietų, ir kiekvienoje iš jų atsirado pasikartojantys seisminių bangų formos signalai.
Dėl to mokslininkai galėjo taikyti seisminių bangų formų krovimo metodą – kuomet iš to paties šaltinio gauti duomenys sudedami vienas ant kito. Rezultatas – daugiau nei 100 atskirų giliųjų Mėnulio drebėjimų klasterių.
Žemėje pastebėti skirtingas bangų formas ir seismines fazes lengviau, tačiau Mėnulyje, kurio paviršius nuo smūgių yra daug labiau suskilęs, paviršių pasiekianti seisminė energija labai neryški ir išsklaidyta.
Kad išryškintų signalus, mokslininkams teko pasitelkti skaičiavimo techniką, o tada sudėlioti duomenų krūvas, kad būtų galima aiškiai išmatuoti Mėnulio vidų.
R.Weber teigimu, laikas, kurio prireiktų, kad drebėjimas prasiskverbtų per Mėnulio branduolį, priklauso nuo branduolio tankio ir dydžio. Taigi tyrėjai galėjo numatyti, kada hipotetinė seisminė banga pasieks tam tikrą tašką, o tuomet ir labai tiksliai apskaičiuoti branduolio dydį ir struktūrą.
Nuo paskutinio seismografo naudojimo praėjo daugiau nei keturi dešimtmečiai, tačiau jo pateikti duomenys vis dar labai svarbūs Mėnulio tyrimams. Vis dėlto R.Weber išreiškė viltį, kad duomenų, su kuriais būtų galima dirbti, bus ir daugiau.
Jos teigimu, daugiau seisminių misijų į Mėnulį galėtų suteikti mokslininkams galimybę dar labiau pagilinti žinias apie Mėnulio branduolį.
Parengta pagal „Space“.
