달의 핵은 어떤 물질로 구성되어 있는가?

 
 
달은 매우 친숙한 천체입니다만, 그 조성이나 환경 등은 불명확합니다. 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)를 중심으로 한 연구팀이 2023년 5월 발표한 연구논문에서는 달에 '금속으로 구성된 고체의 핵'이 존재한다고 밝혔습니다.

The lunar solid inner core and the mantle overturn | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05935-7

달의 내부구조를 찾는 연구는 예부터 행해지고 있어 2011년에 발표된 연구논문에서는 아폴로계획에서의 지진계 데이터를 바탕으로  「고체의 내핵을 유체의 외핵이 덮고 있다」 라는 분석 결과가 도출되었습니다. 그러나 2011년 연구에서는 지진계 정밀도 문제 등으로 인해 내부 코어가 어떤 물질로 구성되어 있는지는 밝혀지지 않았습니다.

프랑스의 연구팀은 레이저 거리 측정 데이터와 같은 달의 상세한 관측 데이터를 수집. 또한 다양한 코어의 재료 물질을 상정한 시뮬레이션을 실시하여  「관측 데이터에 맞는 코어의 재료 물질」 을 찾았습니다.

분석 결과, 달에는  「철에 가까운 밀도의 금속으로 구성된 내핵」 이 존재하는 것으로 나타났습니다. 또한 내핵의 크기는 직경 500km로 달 전체 체적의 약 15%에 해당한다는 것도 밝혀졌습니다.

게다가 연구팀의 분석에서는 달이 형성되는 과정에서 핵과 맨틀의 구성물질이 바뀌는 '맨틀 오버턴'이 발생하고 있었다는 것도 밝혀졌습니다. 맨틀 오버턴의 발생은 달의 표층 부근에 철이 대량으로 존재하는 현상의 설명에 도움이 된다는 것입니다.