Indyjska misja Chandrayaan-3 wykonała pierwsze pomiary składu gleby w pobliżu południowego bieguna Księżyca 1. Znalezione minerały dostarczają dalszych dowodów na to, że powierzchnia Księżyca uległa całkowitemu stopieniu wkrótce po jego uformowaniu.

The Lądownik Chandrayaan-3 Vikram wylądował na powierzchni 23 sierpnia 2023 r. Wysłał łazik Pragyan, który przez 10 dni zbierał dane od temperatury po pomiary sejsmologiczne.

Pragyan badał także skład chemiczny regolitu: drobnego materiału pokrywającego większą część powierzchni Księżyca. Łazik zatrzymywał się 23 razy i uruchamiał instrument zwany spektrometrem rentgenowskim cząstek alfa (APXS).

Santosh Vadawale, astronom rentgenowski z Laboratorium Badań Fizycznych w Ahmedabadzie w Indiach wraz ze współpracownikami przeanalizował dane dotyczące promieniowania zebrane przez APXS i wykorzystał je do zidentyfikowania pierwiastków w regolicie i ich względnej obfitości, co z kolei ujawniło skład mineralny gleby. Zespół odkrył, że wszystkie 23 próbki składały się głównie z ferroanortozytu, minerału pospolitego na Księżycu. Wyniki ogłoszono dzisiajNaturaopublikowany.

„W pewnym sensie tego się spodziewaliśmy na podstawie danych orbitalnych, ale zawsze dobrze jest poznać prawdziwą prawdę” – mówi Lindy Elkins-Tanton, planetolog z Arizona State University w Tempe.

Poprzednie lądowniki osiągnęły podobne wyniki. Jednakże próbki Chandrayaan-3 są pierwszy z regionu subpolarnego: poprzednie lądowniki odwiedziły strefy równikowe i środkowo-równoleżnikowe. Łącznie sugeruje to, że skład regolitu jest jednolity na całej powierzchni Księżyca.

Vadawale twierdzi, że jest to bezpośrednie potwierdzenie, że powierzchnia Księżyca była morzem stopionej magmy zaraz po jej uformowaniu. Teoria księżycowego morza magmowego została po raz pierwszy zaproponowana przez dwie niezależne grupy w 1970 r., po przeanalizowaniu skał zebranych podczas lądowania Apollo 11 w 1969 r.

Pochodzenie księżyca

Najlepszy model pochodzenia Księżyca sugeruje, że w nowo powstałą Ziemię uderzył duży impaktor zwany Theia, który wyparował powierzchnię planety i wyrzucił na orbitę dużą ilość materiału. Rozproszony materiał szybko zbił się i utworzył księżyc. Ta teoria uderzenia wyjaśnia, dlaczego skały księżycowe mają skład izotopowy podobny do składu ziemskiego.

Materia, z której powstał Księżyc, zawierała mnóstwo energii, którą należało rozproszyć. To uciekło w postaci ciepła i stopiło powierzchnię młodego księżyca w morze magmy. Gęste skały mafijne bogate w metale takie jak magnez zapadły się we wnętrze Księżyca. Lżejsze skały, w tym anortozyt, uniosły się w górę, tworząc wyżyny podobne do tych odwiedzanych przez Chandrayaan-3.

„To dodatkowo potwierdza hipotezę księżycowego morza magmowego” – mówi Mahesh Anand, planetolog z Open University w Milton Keynes w Wielkiej Brytanii.

Vadawale i jego współpracownicy odkryli, że ich próbki zawierały podwyższoną ilość magnezu w porównaniu z poziomem wapnia. Sugeruje to, że do regolitu dodano głębsze materiały maficzne.

Naukowcy przypisują to wydarzeniom, które doprowadziły do ​​powstania ogromnego krateru uderzeniowego zwanego Basenem Bieguna Południowego-Aitken, którego brzeg znajduje się 350 kilometrów od miejsca lądowania Chandrayaan-3. „Kiedy tworzy się tak duży krater uderzeniowy, powinien on wydobyć głębsze materiały” – mówi Vadawale, ponieważ impaktor wnika głęboko w skorupę. Ten głębszy, bogaty w magnez materiał zostałby rozłożony na dużym obszarze, nieznacznie zmieniając skład regolitu badanego przez Pragyana.

Problem z tym pomysłem polega jednak na tym, że w rejonie Bieguna Południowego-Aitken dominuje minerał zwany piroksenem, co nie do końca pasuje do danych Pragyana, mówi Anand. Wyjaśnienie prawdopodobnie będzie wymagało przesłania próbek na Ziemię – mówi.

Właśnie temu ma służyć następna misja Chandrayaan, która jest na wczesnym etapie rozwoju.

„Dla mnie jest to opowieść o Sukces indyjskiego programu kosmicznego mówi Elkins-Tanton.