Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

  Все выпуски  

Тайну образования Луны, недораскрытую SMART-1, разгадает Chandrayaan


«Хронология далекого прошлого»

Хронология далекого прошлого

18 тысяч лет назад...
330 миллионов лет назад...

Откуда берутся эти цифры? Насколько им можно доверять?

Статья доктора биологических наук Александра Маркова открывает на «Элементах» раздел Методология науки

Тайну образования Луны, недораскрытую SMART-1, разгадает Chandrayaan

30.08.2006

Участки лунной поверхности, отсканированные D-CIXS (изображение с сайта www.universetoday.com)
Участки лунной поверхности, отсканированные D-CIXS (изображение с сайта www.universetoday.com)

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.

Спектрометр D-CIXS, чудо миниатюризации, весь помещается в куб с гранью 15 см (фото с сайта www.sstd.rl.ac.uk)
Спектрометр D-CIXS, чудо миниатюризации, весь помещается в куб с гранью 15 см (фото с сайта www.sstd.rl.ac.uk)

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.

Источник: Linking the Formation of the Earth and Moon // Universe Today, 18.08.2006.

Александр Козловский, Астрогалактика

Эта новость на «Элементах»
 

Публичные лекции фонда «Династия» на «Элементах»

Лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года Дэвид Гросс. «Грядущие революции в фундаментальной физике».

Академик Владимир Игоревич Арнольд. «Сложность конечных последовательностей нулей и единиц и геометрия конечных функциональных пространств» (лекция опубликована в двух вариантах — популярном и математическом).

Дэвид Гросс: «Держу пари, что суперсимметрия будет открыта». Эксклюзивное интервью «Элементам».

Научно-популярная библиотека на «Элементах»

В. Н. Тутубалин и др. Математическое моделирование в экологии: Историко-методологический анализ.

Книга о реальной эффективности применения математических моделей в экологии и других науках, о «колодках мышления» и о чернобыльской катастрофе.

Предыдущие новости

29.08 Российская наука простилась с биологом Л. И. Корочкиным

В пятницу 25 августа научное сообщество простилось с Леонидом Ивановичем Корочкиным, членом-корреспондентом РАН, крупнейшим ученым-биологом, ведущим специалистом в области биологии развития, профессором, воспитавшим несколько поколений учеников. Слова, звучавшие в траурном зале, были абсолютно искренними, ибо все, кто знал Леонида Ивановича, его любили.

29.08 У Млечного Пути нашлись еще четыре спутника

В августе 1519 года Фернандо Магеллан отправился в путешествие вокруг света. Ясными звездными ночами мореплавателей сопровождали два небольших туманных облака на небе южных широт, названные впоследствии Большим и Малым Магеллановыми облаками. Так были открыты первые карликовые галактики — спутники Млечного Пути. Через 487 лет их число выросло до 20.

29.08 Крупные динозавры были почти теплокровными

Температура тела динозавров зависела от их массы. У мелких она слегка превышала температуру окружающей среды. Крупные динозавры, весящие сотни килограммов, поддерживали гораздо более высокую температуру тела — около 35, а возможно, и выше. К такому выводу пришли американские исследователи, сопоставляя скорость роста динозавров разного размера.

28.08 Астрономы навели порядок в Солнечной системе

В Солнечной системе осталось 8 планет. Такое решение принято 24 августа 2006 года в Праге на 26-й Ассамблее Международного астрономического союза. После передела Солнечная система стала выглядеть удивительно гармонично: планеты земной группы — пояс астероидов — планеты-гиганты — пояс Койпера.

26.08 Даже серебро можно сделать прозрачным

Английские физики экспериментально доказали, что при определенных условиях тонкие пленки серебра могут пропускать значительную долю падающего на них света. Эти результаты кажутся парадоксальными, поскольку серебро отражает свет лучше любого другого металла и используется для изготовления зеркальных амальгам.

12.08 Инфракрасное зрение змей требует нелокальной обработки изображений

Органы, позволяющие змеям «видеть» тепловое излучение, дают крайне расплывчатое изображение. Тем не менее у змеи в мозгу формируется четкая тепловая картина окружающего мира. Немецкие исследователи выяснили, как такое может быть.

10.08 Сексуальные девушки делают поведение мужчин более разумным

Тяжело остаться равнодушным, проходя мимо привлекательной девушки, особенно если она едва одета. Недавно бельгийские ученые выяснили, что сексуальные девушки сильнее всего влияют на мужчин с коротким указательным пальцем и длинным безымянным — они даже думать начинают по-другому.

10.08 Решена давняя загадка в каталитической химии

Численное моделирование дало исчерпывающий ответ на одну из загадок каталитической химии: почему молекулам так важно, на какую именно сторону кристалла садиться. Механизмы хемосорбции теперь нуждаются в пересмотре.

08.08 Темная энергия: долгий путь к истине

Новый космический телескоп Dark Energy Space Telescope (Destiny), разрабатываемый NASA, поможет обнаружить темную энергию — неведомую субстанцию, ускоряющую расширение Вселенной. Он должен будет обработать изображения 3000 сверхновых звезд, поиск и изучение которых будут вестись в течение двух лет. Вывод телескопа на орбиту намечен на 2013 год.


В избранное