Водород сделал ядро Луны легче ⚡ экспресс
Ранее считалось, что водород не проникает в металлические ядра небольших планет, таких как Луна, при давлении ниже ~3 ГПа. Однако эксперименты по плавлению системы железо–водород при насыщении водородом и синхротронные рентгеновские измерения показали обратное: водород растворяется в жидком железе даже при давлении менее 1 ГПа, и его содержание растёт с давлением. При условиях лунного ядра (~5 ГПа) растворимость достигает ~1,2 % по массе, что снижает плотность на 9 %. Это аккуратно объясняет загадочный «недостаток» плотности лунного ядра относительно чистого железа, ранее выявленный сейсмологами.
Раньше считалось, что водород почти не смешивается с жидким железом при низком давлении, поэтому в ядре Луны его не ждали. Новые эксперименты перевернули этот взгляд. Под давлением, как в лунных недрах, водород легко проникает в расплав, меняет внутренний порядок атомов (энтропию) и понижает температуру плавления — словно разрыхлитель, делающий металл более текучим и лёгким.
При давлении, соответствующем лунному ядру (около 5 ГПа), железо вбирает до 1,2% водорода. Казалось бы, капля в море, но этого хватает, чтобы снизить плотность на 9%. Именно столько не хватало чистому железу для объяснения лёгкости лунного ядра, измеренной по колебаниям Луны. Ядро напоминает газировку: водород, словно невидимые пузырьки, делает его рыхлее, чем монолитный металл.
Этот неожиданный эффект работает не только на Луне. Та же примесь, вероятно, объясняет аномально лёгкое ядро Меркурия. Открытие заставляет по-новому взглянуть на недра небольших планет, включая далёкие экзопланеты, где водород может прятаться в железных ядрах, меняя их свойства.
🎯 Луна не единственная: у Меркурия тоже есть необычно лёгкое ядро, и, возможно, водород скрывается и там.