通過天文學家們深入調查發現，月球的內部核心實際上是一個密度與鐵相近的實心球。研究人員希望，這將有助於解決關於月球內部是固態還是熔化的長期爭論，並使人們能更準確地了解月球的歷史，進而更準確地了解太陽系的歷史。
由法國國家科學研究中心天文學家 Arthur Briaud 領導的團隊寫道：「由於我們的研究結果證明了月球內核的存在，並支持月球地函翻轉的設想，因此我們對月球磁場的演變提出質疑，這對太陽系最初十億年的月球轟擊時間線帶來了實質性的見解。」
最有效探測太陽系中天體內部組成的方式就是利用地震數據。透過地震產生的聲波穿過行星或衛星內部物質並反射的方式，可以幫助科學家繪製出天體內部的詳細結構。
雖然我們恰好有阿波羅任務收集的月球地震數據，但其分辨率太低，無法準確判斷內核狀態。目前我們知道它有一個流體的外核，但它包含什麼物質內容仍有爭議。不過阿波羅數據仍舊適用於建立月球固體內核和完全流動內核的模型。
為了一勞永逸地弄清楚這個問題， Briaud 和他的同事們收集了來自太空任務和月球雷射測距實驗的數據，以了解各種月球特徵的概況。包括它與地球的引力相互作用而變形的程度、它與地球的距離的變化、以及它的密度。
接下來，他們用不同的核心類型建立模型，以找出與觀測數據最匹配的模擬模型。
他們有幾個有趣的發現。首先，與我們所了解的月球最相似的模型中，出現了月球地函深處活躍翻轉的現象。這代表在月球內部密度較大的物質向中心落下，而密度較小的物質則向上升起。這種地質活動長期以來一直被認為是解釋月球火山地區存在某些元素的一種方式。
此外，他們發現月球核心與地球核心非常相似——有一個外層流體層和一個固體內部核心。根據他們的模型，月球外核的半徑約為 362 公里，內核的半徑約為 258 公里。 這大約是月球整個半徑的 15%。
研究團隊還發現，內核的密度約為每立方公尺 7,822 公斤，這與鐵的密度非常接近。
奇怪的是，在 2011 年，由 NASA 行星科學家 Renee Weber 領導的團隊使用了當時最先進的地震學技術對阿波羅數據進行研究，他們也發現了類似的結果。當時 他們發現了一個固體內核的證據，半徑約為 240 公里，密度約為每立方公尺 8,000 公斤。
Briaud 和他的團隊說，他們的研究結果證實了那些早期研究是正確的，並提供了有關月球核心非常有用的證據。這對於我們了解月球的演化有一些有趣的影響。
我們知道，在月球形成後不久，它就擁有強大的磁場，不過磁場大約在 32 億年前開始減弱。這樣的磁場是由地核中的運動和對流產生的，因此月球核心的構成與其磁場消失的方式和原因密切相關。
鑑於人類希望在短時間內能重返月球，也許我們不會等太久就能對這些研究發現進行地震波驗證。
該研究已發表在 Nature 上。
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資料來源：
- Starr, M. (05 May 2023). Scientists Finally Confirm What’s Inside The Moon. ScienceAlert
- Briaud, A., Ganino, C., Fienga, A., Mémin, A., & Rambaux, N. (2023). The lunar solid inner core and the mantle overturn. Nature
- 圖片來源：https://moon.nasa.gov/news/56/full-moon-blog-the-next-full-moon-is-the-sturgeon-moon-hay-moon-mead-moon-green-corn-moon-grain-moon/ (Thomas Campbell/NASA)