Учёные из Гавайского университета в Маноа создали математическую модель, которая описывает перемешивание лунного грунта и позволяет восстановить историю выпадения вещества сверхновых на поверхность Луны. Об этом сообщает SciTechDaily. Исследование показывает, что лунный реголит (грунт) способен сохранять следы космических взрывов на протяжении десятков миллионов лет.
Автор работы Эмили Костелло, научный сотрудник Гавайского института геофизики и планетологии при Школе океанических и земных наук и технологий, вместе с коллегами разработала «унифицированную стохастическую модель» так называемого ударного садоводства. Этот процесс, вызванный падениями метеоритов от микроскопических пылинок до огромных астероидов, постоянно переворачивает и перемешивает лунный грунт. Поскольку каждый образец грунта имеет собственную историю ударов, для выделения общего сигнала сверхновых из локальных вариаций требуется сложное статистическое моделирование.
Как отметила Костелло, морские отложения на Земле хранят следы межзвёздного вещества лишь за последние примерно 10 миллионов лет, тогда как лунный реголит служит долговременным космическим архивом, охватывающим 80–100 миллионов лет и более. Понимание физики перемешивания грунта позволит будущим астронавтам правильно расшифровывать «перепутанные» слои и восстанавливать историю путешествия Солнечной системы по Галактике.
Радиоактивные изотопы в донных отложениях Земли и в образцах, доставленных миссией «Аполлон», уже указывают на импульсы сверхновых, произошедших в сотнях световых лет от нас, примерно 2,3 и 7,3 миллиона лет назад. Модель Костелло успешно воспроизвела измеренные закономерности распределения изотопов по глубине в лунных кернах, возраст которых был независимо определён по следам космических лучей. В частности, она точно описала распределение железа-60 в реголите, а затем предсказала, как со временем должны погружаться в грунт другие тяжёлые элементы — плутоний-244, йод-129, гафний-182 и кюрий-247.
Одна из главных целей исследования — помочь учёным интерпретировать будущие образцы лунного грунта. Программа NASA Artemis (Артемида) предполагает возвращение людей на Луну, где астронавты смогут собрать новые пробы реголита с более глубокой летописью выпавшей звёздной пыли. По словам Костелло, сочетание таких образцов с разработанной моделью перемешивания может открыть неизвестные страницы истории сверхновых.