Indias Chandrayaan-3-oppdrag har gitt de første målingene av sammensetningen av jorda nær månens sørpol 1. Mineralene som ble funnet gir ytterligere bevis på at månens overflate ble fullstendig smeltet kort tid etter at månen ble dannet.

De Chandrayaan-3 Vikram lander landet på overflaten 23. august 2023. Han satte inn en rover kalt Pragyan, som samlet inn data som spenner fra temperatur til seismologiske målinger over 10 dager.

Pragyan studerte også den kjemiske sammensetningen av regolitten: det fine materialet som dekker store deler av månens overflate. Roveren stoppet 23 ganger og satte inn et instrument kalt et Alpha Particle X-ray Spectrometer (APXS).

Santosh Vadawale, en røntgenastronom ved Physical Research Laboratory i Ahmedabad, India, og hans kolleger analyserte strålingsdataene samlet inn av APXS og brukte denne informasjonen til å identifisere elementene i regolitten og deres relative overflod, som igjen avslørte mineralsammensetningen i jorda. Teamet fant at alle 23 prøvene hovedsakelig var sammensatt av ferroanortositt, et vanlig mineral på månen. Resultatene ble offentliggjort i dagNaturpublisert.

"Det er omtrent det vi forventet basert på banedata, men det er alltid godt å få den virkelige sannheten," sier Lindy Elkins-Tanton, en planetarisk forsker ved Arizona State University i Tempe.

Tidligere landere oppnådde lignende resultater. Imidlertid er prøvene av Chandrayaan-3 først fra det subpolare området: tidligere landere besøkte ekvatorial- og midtbreddesoner. Sammen antyder dette at sammensetningen av regolitten er jevn over hele månens overflate.

Vadawale sier at dette er en direkte bekreftelse på at måneoverflaten var et smeltet magmahav umiddelbart etter at det ble dannet. Månens magmahavteori ble først foreslått av to uavhengige grupper i 1970 etter å ha analysert bergarter samlet fra Apollo 11-landingen i 1969.

Opprinnelsen til månen

Den beste modellen for Månens opprinnelse antyder at den nyopprettede jorden ble truffet av en stor slagkraft kalt Theia, som fordampet planetens overflate og kastet ut en stor mengde materiale i bane. Det spredte materialet klumpet seg raskt sammen og dannet månen. Denne påvirkningsteorien forklarer hvorfor månens bergarter har en isotopsammensetning som ligner på jorden.

Materialet som dannet månen hadde mye energi som måtte forsvinne. Dette slapp unna i form av varme og smeltet overflaten av den unge månen til et hav av magma. Tette mafiske bergarter rike på metaller som magnesium sank ned i månens indre. Lettere bergarter, inkludert anortositt, fløt oppover og dannet høyland som ligner på de som ble besøkt av Chandrayaan-3.

"Det støtter ytterligere hypotesen om månens magma, sier Mahesh Anand, en planetarisk forsker ved Open University i Milton Keynes, Storbritannia.

Vadawale og kollegene hans fant at prøvene deres inneholdt forhøyede mengder magnesium sammenlignet med nivåene av kalsium. Dette antyder at dypere mafiske materialer ble blandet inn i regolitten.

Forskerne tilskriver dette hendelsene som dannet et enormt nedslagskrater kalt South Pole-Aitken Basin, hvis rand er 350 kilometer fra landingsstedet Chandrayaan-3. "Når du lager et så stort nedslagskrater, er det ment å grave ut noen dypere materialer," sier Vadawale, fordi slaglegemet trenger dypt inn i jordskorpen. Dette dypere, magnesiumrike materialet ville ha blitt fordelt over et stort område, noe som endret sammensetningen av regolitten som Pragyan studerte.

Et problem med denne ideen er imidlertid at South Pole-Aitken-bassenget ser ut til å være dominert av et mineral kalt pyroksen, som ikke helt passer med Pragyans data, sier Anand. Avklaring vil sannsynligvis kreve å returnere prøver til jorden, sier han.

Det neste Chandrayaan-oppdraget, som er i tidlige utviklingsstadier, har til hensikt å gjøre nettopp det.

"For meg er dette en historie om Suksess for indisk romprogram sier Elkins-Tanton.