Китайский космический аппарат «Чанъэ-5», собравший и вернувший на Землю 1,73 кг лунного реголита и обнаруживший при этом совершенно новый минерал, помогает расширить наши знания о Луне и ее тайнах.
Первый со времен советской миссии «Луна-24» в 1976 году аппарат «Чанъэ-5» собрал образцы реголита из обширного Океана Бурь, где обнаружил необычное сочетание минералов кремния, а также новый минерал, получивший название Changesite-(Y) — Чангезит.
В ходе недавних исследований, проведенных учеными Китайской академии наук, образцы, извлеченные аппаратом «Чанъэ-5», были сопоставлены с образцами лунного и марсианского реголита, что дало ученым беспрецедентную возможность найти ответы на вопросы об их уникальном составе.
Анализ также выявил интересную связь с местом на Луне, связанным с наблюдениями аномальной активности, которая давно интригует астрономов.
Поверхность Луны покрыта обширными отметинами, многие из которых видны на ее обращенной к Земле стороне. Хотя на Западе их часто считают похожими на лицо человека, согласно китайским традициям, эти же потемневшие области напоминают кролика Юту, спутника богини Луны Чанъэ, в честь которой был назван лунный аппарат страны.
Образование этих кратеров и других особенностей лунного ландшафта — результат столкновения объектов с ее поверхностью в течение длительного времени. Однако кратеры — это не все, что было осталось после этих столкновений.
В экстремальных условиях, возникающих при столкновении астероидов и комет с лунной поверхностью, также происходят изменения минерального состава и структуры самой Луны. В частности, температура и давление приводят к изменениям, которые имеют определенные характеристики, включая образование разновидностей кремнезема, известных как полиморфы, что дает исследователям ценную возможность проанализировать полученные минералы и выявить подсказки об их прошлом.
Вэй Ду, один из авторов новой статьи, описывающей результаты работы китайской команды, говорит, что, хотя количество кратеров на Луне исчисляется десятками тысяч, присутствие минералов, образовавшихся в результате сильного давления, не очень распространено.
«Одно из возможных объяснений этого заключается в том, что большинство минералов высокого давления нестабильны при высоких температурах», — говорится в заявлении Ду, а это значит, что те из них, которые, скорее всего, образовались в результате столкновений, могли пройти ретроградный процесс, а значит, характеристики условий высокого давления могут быть теперь не очень заметны.
К счастью, один фрагмент кремнезема, полученный из образца CE-5, оказался одновременно стишовитом и сейфертитом — полиморфами кремнезема, которые уникальны тем, что могут сосуществовать только в условиях высокого давления.
В своем недавнем исследовании Ду и его коллеги установили, что сейфертит появляется на этапе, который происходит между образованием стишовита и другой полиморфной модификации кремнезема, называемой α-кристобалитом, которая также была обнаружена в образцах, собранных «Чанъэ-5».
По мнению Ду, это означает, что сейфертит, скорее всего, образовался из α-кристобалита в результате сжатия, которое произошло после удара, в то время как другие части образца превратились в стишовит в результате повышения температуры.
Наряду с расчетами, выявившими вероятную продолжительность удара, в результате которого образовались минералы, и условия пикового давления, Ду и его коллеги сравнили полученные данные с моделями ударных волн, что позволило им оценить размер кратера.
Любопытное открытие, сделанное командой, связано с наличием материалов, которые, как предполагается, образовались в результате выброса из отдаленных мест столкновения и были перенесены на место, где «Чанъэ-5» собирал свои образцы. На основе дистанционных наблюдений были определены четыре кратера как источники этих выбросов, одним из которых был кратер Аристарх, который, вероятно, и послужил источником образца кремнезема, содержащего сейфертит и стишовит.
Кратер Аристарх уникален не только тем, что является самым молодым из четырех кратеров, которые, как считается, внесли свой вклад в частицы образцов, собранные китайским луноходом. На протяжении почти двух столетий астрономы наблюдали аномальные вспышки света, которые, по-видимому, исходили из центра кратера Аристарх.
Одно из первых упоминаний об этом явлении появилось в письме капитана У. Смита от 1836 года в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества), где он описывал свое наблюдение «света, напоминающего свет звезды 9-й или 10-й величины». Смит сообщил, что необычный источник света был «ярким и виден в течение нескольких секунд», и сослался на более ранние наблюдения того же явления, «упомянутые Кассини, сэром В. Гершелем и капитаном Катером», среди прочих.
Сегодня считается, что «аномалия Аристарха» является результатом высокой отражательной способности, или альбедо, лунного реголита, расположенного вблизи центра кратера, что также может быть связано с присутствием силикатов, обнаруженных в реголите, а теперь и в образцах «Чанъэ-5».
В целом, по словам Ду и его коллег, миссия по возвращению образцов позволила получить беспрецедентное представление о том, как скрытая история небесных тел, таких как наша Луна, может быть раскрыта с помощью современных методов анализа.
Ду и его коллеги недавно опубликовали свои выводы в журнале Matter and Radiation at Extremes.
Читайте также: Тайна Белой скалы в центре марсианского кратера
