Астрогалактика

Информация о химическом составе поверхности Луны, собранная европейским космическим аппаратом SMART-1, предоставила учёным новые данные о формировании естественного спутника Земли.
Присутствие на Луне таких элементов как кальций и магний говорит в пользу теории, по которой спутник образовался из осколков, получившихся после столкновения молодой Земли с планетой размером с Марс.
Другая теория предполагает, что Луна сформировалась одновременно с Землёй в пылевом диске, окружавшем Солнце. Однако кальций в большом количестве присутствует во внутренних областях Земли, и, таким образом, наличие кальция на поверхности Луны может быть следствием того, что она частично сформирована из веществ, составляющих Землю.
Изучение химического состава Луны аппаратом SMART-1 проводилось при помощи рентгеновской камеры. Химические элементы на поверхности Луны поглощают солнечное излучение рентгеновского диапазона и начинают флуоресцировать, испуская собственное рентгеновское излучение с другой длиной волны. В ходе исследований выяснилось, что в состав лунных пород входят в основном кремний, алюминий, магний и кальций, однако кальций неравномерно распределен по лунной поверхности.
SMART-1 удалось собрать информацию о химическом составе поверхности в той же области, где работали советские возвращаемые аппараты в 1970-х годах. Данные по концентрации кальция в поверхностном слое, собранные европейским аппаратом хорошо согласуются с результатами анализа грунта, доставленных на Землю советскими аппаратами. Полученные данные являются веским доводом в пользу теории о формировании Луны в результате столкновения Земли с другим очень крупным телом.
Это последняя научная работа в которой принимал участие КА "SMART-1". 3 сентября он разобьется о поверхность, исследуемой им ранее, Луны.

www.esa.int

Астрономов с давних времен интересует вопрос, образовалась ли Луна в результате столкновения Земли с другим космическим телом или же просто была захвачена гравитацией нашей планеты?
Чтобы приблизиться к разгадке старой тайны, необходимо в точности знать химический состав лунной поверхности. Подробный анализ некоторых участков Луны удалось сделать при помощи инструмента D-CIXS (Compact Imaging X-ray Spectrometer), установленного на борту космического корабля SMART-1, заканчивающего свою миссию. То, что не удалось SMART-1, сможет выполнить индийский зонд Chandrayaan, который предполагается отправить к Луне в конце 2007 года.
SMART-1, находящийся на орбите вокруг Луны уже почти два года (с 15 ноября 2004 года), заканчивает свою миссию. В воскресенье 3 сентября аппарат рухнет на поверхность Луны, даже своим падением принеся пользу науке, поскольку даст возможность изучить состав выброшенного от удара вещества.
Основным же родом деятельности SMART-1 в течение всей миссии было изучение лунной поверхности с орбиты, в частности ее состава. Чтобы определить наличие того или иного элемента на исследуемом участке Луны, инструмент D-CIXS (произносится «ди-кикс») производил его сканирование в рентгеновской части спектра.
Принцип работы D-CIXS достаточно прост. Рентгеновская эмиссия Солнца «возбуждает» на лунной поверхности химические элементы, которые переизлучают в рентгене на других, характерных для каждого из элементов, длинах волн. Чем сильнее рентгеновское излучение от Солнца, тем лучше для подобного рода исследований. D-CIXS улавливает измененные лучи и присваивает их соответствующему химическому элементу. Затем полученные данные передаются на Землю.
Таким образом, ученые обнаружили на отдельных участках поверхности Луны кальций, а также алюминий, магний и кремний. Обнаружению кальция помогла солнечная вспышка 15 января 2005 года, сгенерировавшая мощный поток рентгеновского излучения, который достиг Луны, когда SMART-1 пролетал над Морем Кризисов.
Это была двойная удача, так как в Море Кризисов 30 лет назад брала грунт межпланетная станция «Луна-24». Мощная вспышка на Солнце породила ответное излучение, и D-CIXS уверенно зафиксировал в составе грунта кальций. Сравнив количественное содержание этого элемента в доставленных на Землю «Луной-24» образцах с тем, которое обнаружил SMART-1, ученые пришли к выводу, что оно практически одинаково. Это означало, что точность прибора весьма высока, и полученным данным можно верить.
Помимо Моря Кризисов SMART-1 пролетал и над другими участками, где делали заборы грунта рукотворные аппараты с Земли. Количество кальция в составе грунта, доставленного на Землю «Луной-20», также совпало с данными анализа, проделанным D-CIXS, во время пролета над местом прилунения этой межпланетной станции. После этого, ученые окончательно убедились в справедливости полученных данных о составе лунных морей.
Американские астронавты, побывав на Луне, тоже доставили лунный грунт в научные лаборатории Земли. Поначалу, изучая эти образцы, ученые были поражены их сходством с веществом земной коры у ее границы с мантией. Подобный факт породил гипотезу о том, что Луна образовалась от встречи Земли с массивным телом размером с Марс.
Но чем дальше проходило изучение, тем больше выявлялось несоответствий, особенно по части изотопного состава сравниваемых кусочков разных небесных тел. Тогда ученые решили, что проб с небольшого участка, возможно обладающего специфическим составом лунного вещества (из-за каких-либо местных условий), явно недостаточно, чтобы делать глобальные выводы.
Значит, необходимо сканирование и регистрация «отраженных» рентгеновских лучей на всей поверхности Луны. Только тогда можно будет точно сопоставить химический состав Земли и Луны и только тогда можно будет уверенно говорить о происхождении Луны. Удивительно, но об образовании далеких объектов мы знаем больше, чем о ближайшей небесной соседке!
SMART-1 уже не справится с задачей картографии лунной поверхности по выделенным элементам: у него осталось слишком мало времени. Тем не менее он успел проделать часть работы, и Луну уже можно рассматривать в виде карты распределения на ней упомянутых выше химических элементов. В связи с этим появилась возможность направлять будущие зонды в те места лунной поверхности, которые уже проанализировал SMART-1. Но все же D-CIXS, имеющий размеры автомобильной магнитолы, не совсем подходящий инструмент для масштабных исследований, обладающий к тому же весьма низкой чувствительностью.
Все точки над «i» должен расставить первый индийский зонд Chandrayaan, который предполагается отправить к Луне в конце 2007 года. Европейское космическое агентство планирует установить на борту зонда усовершенствованный прибор, гораздо более чувствительный и лучше «разбирающийся» в таблице Менделеева.
Chandrayaan «перекроет» места посадок всех аппаратов, которые когда-либо опускались на Луну для забора или анализа грунта, и произведет картографирование остальной части лунной поверхности. Только после этого планетологи смогут точно сказать, является ли ночное светило отпрыском Земли или нашедшим рядом с ней пристанище самостоятельным небесным телом.

http://elementy.ru