Тема магнітного поля Місяця надзвичайно складна. Нині його не існує, але колись воно було. Коли саме і яким чином воно зникло, достеменно невідомо. Утім китайські науковці спробували пролити світло на це питання, проаналізувавши лише кілька частинок пилу, доставлених на Землю місією «Чан’е-5».
Нова технологія дослідження місячних частинок пилу
Магнетизм на Місяці завжди був дещо незрозумілим. Зонди дистанційного зондування зафіксували наявність певних магнітних ознак, але вони були далекими від сильного кокона, що оточує саму Землю. Попередні спроби виявити його в повернутих зразках реголіту змішали всі породи у цих зразках, що призвело до плутанини щодо джерела — чи були вони спричинені сильним внутрішнім динамо в минулому, чи потужними ударами астероїдів, які намагнітили породи, в які вони влучили.
Нове дослідження Ібо Яна з Університету Чжецзян і Лінь Сін з Китайської академії наук, опубліковане нещодавно в журналі Fundamental Research, показує, що правильна відповідь, здається, така: трохи того й іншого.
Їхнє дослідження ґрунтувалося на аналізі магнітного сигналу окремого зерна місячного пилу за допомогою сучасного алмазного датчика, легованого центрами азотних вакансій, який працював як квантовий магнітний сенсор. Для цього вчені застосували метод оптично детектованого магнітного резонансу (ODMR), відстежуючи флуоресценцію, що виникала в алмазі під час його опромінення лазером. Зміни цієї флуоресценції відображали варіації локальної напруженості магнітного поля частинки.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналів Сонце, Місяць та Марс
До товаруМагнітні сигнали від різних типів частинок і що вони означають
Система, яку розробили науковці, була значно потужнішою за комерційно доступні квантові магнітні датчики, що дозволило їм аналізувати зерна пилу, повернуті з місії «Чан’е-5», більш детально, ніж це було можливо раніше. Найголовніше, що вони змогли побачити, які окремі частини зерна спричиняли зміни поля — чи то наночастинки розміром із залізо, чи то тріщини в самому зерні. Вони виявили дуже чітке розділення за типом пилу, який аналізували.
Базальт — це тип гірської породи, що утворюється в результаті охолодження магми. Під новим квантовим магнітним датчиком базальтові пилові зерна показали відносно слабкі магнітні сигнали, але з дуже рівномірною орієнтацією. Більша частина магнетизму, здається, походить від заліза, що міститься в гірській породі, або від типу залізо-сульфідного мінералу, який має назву «троїліт». Але тут важлива саме орієнтація — схоже, що під час охолодження магми, яка утворила базальт, місячне магнітне поле змушувало їх вирівнюватися в одному напрямку. Найімовірніше, це було спричинено активним місячним «динамо», яке, судячи з усього, існувало щонайменше 2 млрд років тому, коли утворилися ці зерна.
Це дає додаткові докази того, чи існував активний динамо-ефект. Але дослідники проаналізували ще один тип пилових зерен — брекчію. Ці зерна утворилися в результаті злиття уламків інших порід, найімовірніше, під дією тепла від ударів астероїдів. Вони виявляли набагато сильнішу намагніченість і мали повністю випадковий розподіл. Ймовірно, в результаті процесу, який називається «залишкова намагніченість від удару», їхні різноманітні магнітні характеристики зумовлені залізо-нікелевими сплавами або нанофазним залізом, утвореними в результаті ударів метеоритів, які створили самі пилові зерна.
«Космічне вивітрювання» частинок
Деякі тріщини в породі містили чітко виражені магнітні смуги, ідеально вирівняні вздовж них. Дослідники припускають, що їх поява могла бути зумовлена або впливом сонячного вітру, або ударами мікрометеоритів, які значно пізніше, вже після формування породи, хімічно змінили матеріал усередині тріщин. Якщо ця гіпотеза підтвердиться, вона стане наочним свідченням процесів космічного вивітрювання у видимій формі.
Типи квантових магнітних датчиків, що використовуються в цій роботі, стають дедалі поширенішими в геології, тому це, безсумнівно, не буде останньою статтею, в якій використовується ця техніка для аналізу космічних порід. Але наразі, враховуючи, що зразки «Чан’е» є наймолодшими з тих, що коли-небудь були повернуті з Місяця, це найкращий доказ магнітної історії нашого найближчого сусіда.
За матеріалами phys.org
