RW Space

Оказывается, крошечный образец Луны, запертый более 50 лет, скрывал астрономическую тайну.

В пылинках троилита, собранных Аполлоном-17 в 1972 году, ученые нашли материал, который может быть таким же старым – или даже старше – чем сама Луна, реликт ранней Солнечной системы возрастом 4,5 миллиарда лет.

«Моя первая мысль была: «Святые шмолии, это не может быть прав», — говорит ученый-планетолог Джеймс Доттин из Университета Брауна в США.

«Поэтому мы вернулись, чтобы убедиться, что мы все сделали правильно, и мы это сделали. Это просто очень удивительные результаты».

По теме: Curiosity расколол камень на Марсе и обнаружил огромный сюрприз

В 1960-х и начале 1970-х годов астронавты НАСА на Аполлоне привезли домой на Землю в общей сложности 382 килограмма (842 фунта) лунного материала для изучения учеными в лабораториях, располагающих полным набором оборудования, которого нет на Луне.

Однако эти ученые знали, что однажды более продвинутые технологии значительно превзойдут их оборудование, поэтому они запечатали некоторые образцы горных пород, чтобы сохранить их на это время.

Это один из этих сохранившихся образцов, которые Доттин и его команда изучали, используя масс-спектрометрию для определения происхождения содержания серы в образце.

Сера является важным элементом для понимания геологической истории объекта. Он может связываться с такими металлами, как железо, перемещаться между ядром планеты, мантией и атмосферой, а также сохранять изотопные отпечатки окружающей среды, в которой он образовался.

Изотопы — это версии элемента с разным количеством нейтронов. Их соотношение в материале различается в зависимости от того, как этот материал был изготовлен — своего рода химический штрих-код, который ученые могут использовать, чтобы проследить происхождение образца, механизм образования и возраст.

Образец в приводной трубе Аполлона-17 73001/2 содержал фрагменты троилита, соединения железа и серы, наиболее часто встречающегося в космосе.

Доттин и его команда хотели изучить соотношения изотопов серы в троилите, чтобы узнать больше о История Луны, в частности зерна, которые выглядели так, будто они были вулканического происхождения.

В некоторых частях образца наблюдался слегка повышенный уровень серы-33, изотопный состав соответствовал вулканической дегазации – и ожиданиям Доттина и команды относительно лунной вулканической породы.

Но затем другие части образца показали обратное: соотношение изотопов шокирующе обеднено серой-33.

«До этого считалось, что что лунная мантия имеет тот же изотопный состав серы, что и Земля», — объясняет Доттин.

«Это то, что я ожидал увидеть при анализе этих образцов, но вместо этого мы увидели значения, которые сильно отличаются от всего, что мы находим на Земле».

По теме: Это официально: ученые подтвердили, что находится внутри нашей Луны

Никогда раньше ученые не видели лунные образцы с таким соотношением изотопов, и существуют ограниченные способы его образования. Такой уровень обеднения серы-33 указывает на взаимодействие между серой и ультрафиолетовым светом в тонкой атмосфере, что открывает две интригующие возможности, обе из которых предполагают, что троилит древний.

Первая возможность заключается в том, что сера образовалась на самой Луне, в то время, когда исследования показывают, что океан магмы покрывал новорождённую Луну. Когда этот океан остыл и кристаллизовался, сера-33, возможно, испарилась с поверхности в первичную атмосферу Луны, оставив после себя более тяжелые изотопы.

Второй вариант еще более интригует. Ведущая теория образования Луны состоит в том, что новорожденная Земля была столкнута с объектом размером с Марс по имени Тейя в хаосе пинбола ранней Солнечной системы.

Некоторые теории предполагают, что образовавшиеся обломки остались на околоземной орбите, слившись с Луной, в то время как часть Тейи исчезла в недрах Земли.

Но часть Тейи, возможно, также осталась на Луне. И вполне возможно, говорят исследователи, что их причудливая лунная сера тоже могла возникнуть на Тейе.

Невозможно сказать, какой сценарий более вероятен, но мы все равно можем рассмотреть последствия.

Если сера была фотохимически изменена, это может быть свидетельством древнего обмена веществ с лунной поверхности на мантию, говорит Доттин.

«На Земле у нас есть тектоника плит, которая делает это, но Луна нет», — объясняет Доттин.

«Так что идея о каком-то обменном механизме на ранней Луне является захватывающей».

Присутствие причудливой серы может также исключить идею о том, что Луна образовалась в результате пылевых осадков столкновения Земли и Тейи. Если бы это произошло, то сера была бы равномерно распределена по лунной мантии.

Это головокружительная вещь – и это всего лишь один образец, который хранится запертым в гелиевая камера с 1970-х годов.

Однако никакого вреда не будет. Для решения этой загадки, вероятно, потребуется больше внеземных образцов: с Луны, с Марса и, возможно, даже с астероидов. Чтобы собрать это, потребуется время.

Какого бы происхождения ни были эти зерна, они хранят самый странный и самый древний след серы, когда-либо обнаруженный на Луне, — след, ведущий нас к самому формированию самой Солнечной системы.

Исследование было опубликовано в журнале JGR Planets.