近日，法國蔚藍海岸大學一個科研團隊在研究月球固體內核和流體外核方面取得新進展，其研究結果證實了月球高密度內核的存在，確定月球內核直徑約為500千米，是月球直徑的15%左右。此外，該研究還獲得了月幔翻轉假說的有力證據。這一成果發(fā)表在國際知名學術期刊《自然》上，有助于推動人類進一步了解月球的內部結構。

古往今來，月球作為地球唯一的天然衛(wèi)星、距離地球最近的天體，一直吸引著人們的探索熱情。小天體撞擊是太陽系早期普遍和重要的事件，對地球等行星的環(huán)境和演化產生了重大影響。由于長期和強烈的地質作用，地球早期的撞擊痕跡已基本被抹除，月球則完整保存了撞擊歷史。而月球深部物質和內部結構，就是理解月球起源和演化奧秘的鑰匙。開展月球內部結構研究，獲取類地行星早期的地質演化記錄，已成為月球科學的核心內容。

一般認為月球分為月殼、月幔和月核3個圈層。隨著科技的進步，人類對月球內部結構的具體認識不斷深入。與探索地球內部結構使用地震波方法類似，美國在阿波羅登月計劃中曾配置月震儀，4臺月震儀形成了上千千米間距的月面臺陣，并持續(xù)工作近8年，記錄到上萬次的月震和隕石撞擊等事件。有科學家結合從月震儀上獲取的月幔數據與月球軌道數據，推算出月球質量、慣性矩，認為月球存在一個直徑至少150千米的金屬內核。不過，由于當時儀器水平的限制，月震儀無法檢測到來自月球深部的反射數據，有關月球內部各圈層的詳細信息也就存在諸多不確定性。

2011年，美國發(fā)射“重力恢復與內部實驗室”月球探測器，通過探測數據成功繪制了超高分辨率月球重力場圖，并得到關于月球內部深層結構特征的信息。月球內部結構的主要研究手段也從基于單一月面月震數據的研究，提升為月面高分辨率遙感觀測與月面數據綜合應用。有科學家利用月球高分辨率重力場數據研究發(fā)現，月球上的一些大型撞擊盆地中的月殼非常薄，有的月殼厚度不到1千米甚至接近于零。這么薄的月殼，意味著當年的小行星撞擊很可能撞穿了這些地方的月殼，把上月幔物質挖掘和拋射到了月球表面。此次法國科研團隊結合月球不同內部結構的模擬結果開展研究，為我們了解太陽系前10億年內月球撞擊事件演化歷程提供了新的認知。

近年來，中國探月工程和研究取得一個個標志性成果。2019年，嫦娥四號探測器實現了人類歷史上首次對月球背面的軟著陸就位探測。嫦娥四號科學家團隊通過對巡視器上的測月雷達探測數據開展研究，獲得了著陸區(qū)月壤和月球淺層結構的新認識，揭示了著陸區(qū)經歷多期次的撞擊濺射堆積和多期次玄武巖漿噴發(fā)填充。這些新發(fā)現對于月球內部物質組成和結構的研究有重要指導作用。2021年，中國科學院發(fā)布嫦娥五號月球科研樣品最新研究成果，月球最“年輕”的玄武巖年齡為20億年，比以往月球樣品限定的巖漿活動時間延長了約8億年，其晚期巖漿活動的源區(qū)并不富集放射性元素，并且月幔源區(qū)幾乎沒有水。這一重要成果對月球熱演化歷史研究提出了新的科學問題，也對未來月球探測和研究提出了新的方向。

仰觀宇宙之大，俯察品類之盛。未來，中國探月工程四期將包含嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務。相關任務配置了測月雷達、月震儀、電磁場探測儀、月壤剖面熱流測量儀等科學載荷，有望在月球實現多物理場、長期、大規(guī)模探測，并通過對探測數據的研究，在月球內部結構研究上實現新的突破。

（作者單位為中國科學院國家空間科學中心）