Η αποστολή Chandrayaan-3 της Ινδίας παρείχε τις πρώτες μετρήσεις της σύστασης του εδάφους κοντά στο νότιο πόλο της Σελήνης 1. Τα ορυκτά που βρέθηκαν παρέχουν περαιτέρω ενδείξεις ότι η επιφάνεια της Σελήνης λιώθηκε πλήρως λίγο μετά το σχηματισμό του φεγγαριού.

Ο Chandrayaan-3 Vikram lander προσγειώθηκε στην επιφάνεια στις 23 Αυγούστου 2023. Ανέπτυξε ένα ρόβερ που ονομάζεται Pragyan, το οποίο συνέλεξε δεδομένα που κυμαίνονταν από τη θερμοκρασία έως τις σεισμολογικές μετρήσεις για 10 ημέρες.

Ο Pragyan μελέτησε επίσης τη χημική σύνθεση του ρεγόλιθου: το λεπτό υλικό που καλύπτει μεγάλο μέρος της σεληνιακής επιφάνειας. Το rover σταμάτησε 23 φορές και ανέπτυξε ένα όργανο που ονομάζεται φασματόμετρο ακτίνων Χ σωματιδίων Alpha (APXS).

Ο Santosh Vadawale, αστρονόμος ακτίνων Χ στο Εργαστήριο Φυσικής Έρευνας στο Ahmedabad της Ινδίας, και οι συνεργάτες του ανέλυσαν τα δεδομένα ακτινοβολίας που συλλέχθηκαν από το APXS και χρησιμοποίησαν αυτές τις πληροφορίες για να αναγνωρίσουν τα στοιχεία του ρεγολίθου και τη σχετική αφθονία τους, τα οποία με τη σειρά τους αποκάλυψαν τη σύνθεση ορυκτών του εδάφους. Η ομάδα διαπίστωσε ότι και τα 23 δείγματα αποτελούνταν κυρίως από σιδηροανορθοσίτη, ένα κοινό ορυκτό στη Σελήνη. Τα αποτελέσματα ανακοινώθηκαν σήμεραΦύσηδημοσιευμένο.

«Είναι κάπως αυτό που περιμέναμε με βάση τα τροχιακά δεδομένα, αλλά είναι πάντα καλό να παίρνουμε την πραγματική αλήθεια», λέει η Lindy Elkins-Tanton, πλανητολόγος στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tempe.

Παρόμοια αποτελέσματα πέτυχαν και τα προηγούμενα αεροσκάφη. Ωστόσο, τα δείγματα του Chandrayaan-3 είναι τα πρώτα από την υποπολική περιοχή: προηγούμενοι προσγειωμένοι επισκέφθηκαν ισημερινές και μεσαίου μήκους ζώνες. Μαζί, αυτό υποδηλώνει ότι η σύνθεση του ρεγολίθου είναι ομοιόμορφη σε ολόκληρη την επιφάνεια της Σελήνης.

Ο Vadawale λέει ότι αυτή είναι άμεση επιβεβαίωση ότι η επιφάνεια της Σελήνης ήταν μια λιωμένη θάλασσα μάγματος αμέσως μετά τη δημιουργία της. Η θεωρία της θάλασσας του σεληνιακού μάγματος προτάθηκε για πρώτη φορά από δύο ανεξάρτητες ομάδες το 1970 μετά από ανάλυση πετρωμάτων που συλλέχθηκαν από την προσγείωση του Apollo 11 το 1969.

Προέλευση του φεγγαριού

Το καλύτερο μοντέλο για την προέλευση της Σελήνης υποδηλώνει ότι η νεοσύστατη Γη χτυπήθηκε από ένα μεγάλο κρουστικό εκκρεμές που ονομάζεται Theia, το οποίο εξάτμισε την επιφάνεια του πλανήτη και εκτόξευσε μεγάλη ποσότητα υλικού σε τροχιά. Το διασκορπισμένο υλικό συγκεντρώθηκε γρήγορα και σχημάτισε το φεγγάρι. Αυτή η θεωρία κρούσης εξηγεί γιατί τα σεληνιακά πετρώματα έχουν ισοτοπική σύνθεση παρόμοια με αυτή στη Γη.

Το υλικό που σχημάτισε το φεγγάρι είχε πολλή ενέργεια που έπρεπε να διαλυθεί. Αυτό ξέφυγε με τη μορφή θερμότητας και έλιωσε την επιφάνεια του νεαρού φεγγαριού σε μια θάλασσα μάγματος. Πυκνοί μαφικοί βράχοι πλούσιοι σε μέταλλα όπως το μαγνήσιο βυθίστηκαν στο εσωτερικό του φεγγαριού. Ελαφρύτεροι βράχοι, συμπεριλαμβανομένου του ανορθοσίτη, επέπλεαν προς τα πάνω, σχηματίζοντας υψίπεδα παρόμοια με αυτά που επισκέφτηκε ο Chandrayaan-3.

«Υποστηρίζει περαιτέρω την υπόθεση της θάλασσας του σεληνιακού μάγματος», λέει ο Mahesh Anand, πλανητικός επιστήμονας στο Ανοικτό Πανεπιστήμιο στο Milton Keynes, στο Ηνωμένο Βασίλειο.

Ο Vadawale και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι τα δείγματά τους περιείχαν υψηλές ποσότητες μαγνησίου σε σύγκριση με τα επίπεδα ασβεστίου. Αυτό υποδηλώνει ότι βαθύτερα μαφικά υλικά αναμίχθηκαν στον ρεγολίθο.

Οι ερευνητές το αποδίδουν στα γεγονότα που σχημάτισαν έναν τεράστιο κρατήρα πρόσκρουσης που ονομάζεται Λεκάνη Νότιου Πόλου-Aitken, το χείλος του οποίου απέχει 350 χιλιόμετρα από την τοποθεσία προσγείωσης Chandrayaan-3. "Όταν δημιουργείτε έναν κρατήρα πρόσκρουσης τόσο μεγάλο, υποτίθεται ότι θα ανασκάψει κάποια βαθύτερα υλικά", λέει ο Vadawale, επειδή το κρουστικό εκκρεμές διεισδύει βαθιά στον φλοιό. Αυτό το βαθύτερο, πλούσιο σε μαγνήσιο υλικό θα είχε κατανεμηθεί σε μια μεγάλη περιοχή, αλλοιώνοντας ελαφρώς τη σύνθεση του ρεγολίθου που μελέτησε ο Pragyan.

Ένα πρόβλημα με αυτήν την ιδέα, ωστόσο, είναι ότι η λεκάνη του Νότιου Πόλου-Aitken φαίνεται να κυριαρχείται από ένα ορυκτό που ονομάζεται πυροξένιο, το οποίο δεν ταιριάζει αρκετά με τα δεδομένα του Pragyan, λέει ο Anand. Η διευκρίνιση πιθανότατα θα απαιτήσει την επιστροφή δειγμάτων στη Γη, λέει.

Η επόμενη αποστολή Chandrayaan, η οποία βρίσκεται σε πρώιμα στάδια ανάπτυξης, σκοπεύει να κάνει ακριβώς αυτό.

«Για μένα, αυτή είναι μια ιστορία για το Επιτυχία του ινδικού διαστημικού προγράμματος λέει ο Elkins-Tanton.