Поверхня Місяця зберігає радіоактивний пил від вибухів наднових поблизу Сонячної системи. Дістатися до цього архіву заважало постійне перемішування верхнього шару ударами метеоритів. За допомогою нової математичної моделі вдалося описати, як частинки розподіляються по глибині. Завдяки їй зразки реголіту можна читати як хроніку подій.
Чому Земля не підходить
Під час вибуху наднової в простір розлітаються уламки, серед яких є радіоактивні ізотопи, розігнані до великих швидкостей. Частина з них потрапляє в Сонячну систему й осідає на планетах та їхніх супутниках.
Земні поклади такого матеріалу здебільшого втрачені. Ерозія і рух літосферних плит стирають сліди, тому земні відкладення зберігають свідчення таких подій лише за останні десять мільйонів років. Аналіз глибоководних відкладень разом із місячними зразками Apollo вказав на два піки такої активності, 2,3 та 7,3 млн років тому.
Архів без ерозії
На Місяці немає ані атмосфери, ані тектоніки плит. Через це реголіт міг би зберігати сліди вибухів за останні від 80 до 100 млн років, а можливо, й довше.
Заважає інший процес, який планетологи називають ударним перемішуванням реголіту (impact gardening). Удари тіл від мікрометеоритів до великих астероїдів перевертають поверхневий шар разом із радіоактивним пилом, як пише Space.com. Через це глибина залягання частинок перестає відповідати часу їхнього осідання.
Сонячна система рухається всередині Місцевої бульбашки, порожнини у міжзоряному газі поперечником близько тисячі світлових років. Її межі сформували вибухи наднових, які відбувалися в околиці Сонця протягом останніх 14 млн років.
Модель замість здогадів
Щоб визначити, на яку глибину опустився кожен ізотоп, група Емілі Костелло з Гавайського університету у Маноа описала це перемішування як змагання двох сил. Одні удари ховають речовину глибше, інші викопують її назад, а паралельно діють радіоактивний розпад і космічне вивітрювання.
Вдалося відтворити ступінь зміненості колонок ґрунту Apollo ударами й космічним вивітрюванням у діапазоні від 14 до 450 млн років, а також розподіл заліза-60 за глибиною. Робота опублікована в рецензованому журналі Physical Review Letters. «Коли я вперше показала результати, колег здивувало, наскільки добре модель збіглася з вимірюваннями», — сказала Емілі Костелло.
Ставка на нові зразки
Обчислення підказують, що ще варто шукати в реголіті. Серед таких ізотопів плутоній-244, йод-129, гафній-182 і кюрій-247, причому співвідношення плутонію-244 до заліза-60 на різних глибинах може показати походження цього важкого елемента, від наднових чи від злиття нейтронних зір.
Для цього потрібні керни з глибини близько метра. Такі проби зможуть привезти астронавти програми Artemis під час майбутніх висадок.
