جعل الهيدروجين نواة القمر أخف وزنًا ⚡ экспресс
أُجريت تجارب انصهار لنظام الحديد-هيدروجين (Fe–H) بتشبع بالهيدروجين وعند ضغوط عالية باستخدام حيود الأشعة السينية السينكروترونية. ووُجِد انخفاض ملحوظ في منحنى انصهار Fe–H مقارنة بالحديد النقي عند 1.0–3.3 جيجاباسكال، مما يشير إلى اندماج الهيدروجين في الحديد السائل بالفعل عند ضغط أقل من 1 جيجاباسكال وزيادة قابلية الذوبان مع الضغط. ومن التشتت المنتشر للأشعة السينية حُسبت كثافة مصهور Fe–H: عند 3.6 جيجاباسكال تتوافق مع قابلية ذوبان تقارب 0.9% بالكتلة من الهيدروجين، وعند 5 جيجاباسكال (ظروف نواة القمر) نحو 1.2% بالكتلة. هذا المحتوى من الهيدروجين يُحقق انخفاضًا في الكثافة بنسبة 9% ويمكن أن يفسر كليًا عجز كثافة نواة القمر الملاحظ مقارنة بالحديد النقي، اعتمادًا على تقديرات الكثافة الزلزالية.
كان يُعتقد سابقًا أن الهيدروجين لا يمتزج تقريبًا مع الحديد السائل تحت ضغط منخفض، لذا لم يكن متوقعًا وجوده في نواة القمر. قلبت التجارب الجديدة هذا الرأي رأسًا على عقب. تحت الضغط نفسه الموجود في أعماق القمر، يتغلغل الهيدروجين بسهولة في الصهارة، مغيرًا الترتيب الداخلي للذرات (الانتروبيا) وخافضًا درجة حرارة الانصهار — تمامًا كما تفعل مادة مُنفِّشة تجعل المعدن أكثر سيولة وخفة.
عند ضغط يعادل ضغط نواة القمر (حوالي 5 جيجاباسكال)، يمتص الحديد حتى 1.2% من الهيدروجين. للوهلة الأولى، قد يبدو هذا ضئيلًا، لكنه كافٍ لخفض الكثافة بنسبة 9%. هذا المقدار ذاته كان مفقودًا في الحديد النقي لتفسير خفة نواة القمر، التي قيست عبر اهتزازاته. تشبه النواة مشروبًا غازيًا: الهيدروجين، كأنه فقاعات خفية، يجعلها أكثر تخلخلًا من المعدن الصلب.
لا يقتصر هذا التأثير غير المتوقع على القمر. فمن المرجح أن الشائبة نفسها تفسر النواة الخفيفة بشكل غير طبيعي لعطارد. يدفع هذا الاكتشاف إلى النظر بعين جديدة إلى باطن الكواكب الصغيرة، ومنها الكواكب الخارجية البعيدة، حيث يمكن للهيدروجين أن يختبئ في أنويتها الحديدية، مغيرًا خصائصها.
🎯 القمر ليس الوحيد: فعطارد أيضًا لديه نواة خفيفة بشكل غير معتاد، وربما يختبئ الهيدروجين هناك أيضًا.