Badanie wnętrza planet czy księżyców zazwyczaj prowadzi się na podstawie badań sejsmicznych. Fale akustyczne powstające np. podczas trzęsienia ziemi przechodząc przez wnętrze planety zmieniają kształt, odbijane są przez różne warstwy znajdujące się w jej wnętrzu i docierają do sejsmometrów znajdujących się po drugiej stronie planety z różnym opóźnieniem. Analiza tak zarejestrowanych fal pozwala ustalić, przez co takie fale przeszły i co znajduje się we wnętrzu globu.
Czytaj także: Ludzie na Księżycu: co widzieli pół wieku temu i co zobaczą za kilka lat
O ile jednak na Ziemi sejsmometrów mamy pod dostatkiem, tak już na Księżycu czy na Marsie sytuacja jest dużo trudniejsza. Owszem, w ramach programu Apollo astronauci zbierali dane sejsmiczne z powierzchni Księżyca, jednak ich rozdzielczość była zdecydowanie za mała, aby dało się bezpośrednio ustalić, czy jądro znajdujące się we wnętrzu Księżyca jest stałe, czy ciekłe. Dowiedzieliśmy się co prawda, że jest tam płynne zewnętrzne jądro, ale do teraz nie było wiadomo, co ono tak naprawdę otacza. Dane równie dobrze pasowały do modeli opisujących jądro składające się z płynnej otoczki i stałego jądra wewnętrznego, jak i tych, które wskazywały na całkowicie płynne jądro.
Najnowsze badania pozwoliły w końcu ustalić, że we wnętrzu Księżyca znajduje się stałe jądro o gęstości zbliżonej do gęstości żelaza. Naukowcy z francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych pracujący pod kierownictwem Arthura Briauda postanowili zebrać wszystkie dostępne dane zbierane przez sondy kosmiczne oraz retroreflektory służące do transksiężycowej transmisji laserowej (LLR) i stworzyć na ich podstawie kompletny profil właściwości Księżyca uwzględniający stopień odkształcenia Księżyca na skutek interakcji grawitacyjnych z Ziemią, zmienność odległości Księżyca od Ziemi, czy gęstość poszczególnych warstw jego wnętrza.
Na kolejnym etapie badań naukowcy stworzyli kilka modeli wnętrza Księżyca, w których umieścili różne proponowane wersje jądra. Następnie wystarczyło sprawdzić, który model najbardziej zgadza się z danymi obserwacyjnymi.
Jak wygląda wnętrze Księżyca?
Badania okazały się zaskakująco pożyteczne. Udało się bowiem ustalić, że w płaszczu Księżyca dochodzi do separacji warstw. Gęstsza materia opada ku centrum planety, a rzadsza wypychana jest na ku powierzchni. Swoją drogą jest to potwierdzenie wcześniejszych podejrzeń, które mogą tłumaczyć obecność niektórych pierwiastków na powierzchni wulkanicznych regionów Księżyca.
Samo centrum Księżyca natomiast okazało się bardzo podobne do ziemskiego. Także i tu bowiem znajduje się zewnętrzne płynne jądro o średnicy 362 km oraz stałe wewnętrzne o średnicy 258 km. Co więcej, gęstość stałego jądra okazała się bardzo bliska gęstości żelaza. Naukowcy zauważają, że już dekadę temu do takich samych wniosków doszli naukowcy, którzy analizowali bardzo niedoskonałe dane z misji Apollo za pomocą najnowocześniejszych podówczas metod sejsmologicznych. Ostateczne potwierdzenie tych wyników może pojawić się w ciągu kilku najbliższych lat, kiedy to astronauci osobiście dostarczą najnowsze sejsmografy na powierzchnię Księżyca. Będzie to doskonałe potwierdzenie skuteczności obecnie stosowanych metod badawczych.