Дослідники роз'яснили, як магнетизм місячних порід може існувати без присутності магнітного поля.

Науковці з Массачусетського технологічного інституту з'ясували, що сильний удар астероїда, що стався мільярди років тому, міг на деякий час зміцнити ненадійне магнітне поле Місяця.

Протягом десятиліть науковці намагалися зрозуміти загадкову особливість нашого природного супутника. Місячні породи, доставлені на Землю під час місій Apollo у 1960-70-х роках, а також дані з орбітальних космічних апаратів показали, що деякі ділянки місячної поверхні містять породи з дивовижно сильними магнітними властивостями. Це викликало здивування вчених, адже Місяць не має власного магнітного поля.

Останні комп'ютерні моделювання, виконані науковцями з Массачусетського технологічного інституту, пропонують нове розуміння цього явища. Вони вважають, що величезний удар астероїда, який стався мільярди років тому, міг тимчасово посилити слабке магнітне поле Місяця, залишивши за собою магнітний слід, який досі можна виявити в породах місячної поверхні.

Ісаак Нарретт, аспірант кафедри наук про Землю, атмосферу та планети MIT, який очолював нове дослідження, зазначив, що більшість сильних магнітних полів, які вимірюють орбітальні космічні апарати, можна пояснити саме цим процесом, особливо на зворотному боці Місяця.

Попри те, що Місяць колись володів незначним магнітним полем, яке виникло завдяки малому розплавленому ядру, дослідження команди свідчать про те, що це поле, ймовірно, не було достатньо потужним, щоб намагнітити поверхневі породи. Проте, потужний удар астероїда міг змінити цю ситуацію, хоч і лише на обмежений проміжок часу.

Дослідження, проведене Нарреттом і його командою, свідчить про те, що потужний удар, який, ймовірно, відповідає тому, що створив величезний басейн Імбріум на Місяці, міг би випарувати поверхневі матеріали та призвести до утворення хмари перегрітих електрично заряджених частинок, відомих як плазма. Коли ця плазма охопила б Місяць, значна її частина зосередилася б на протилежному боці від місця удару, що тимчасово посилило б магнітне поле Місяця в даному регіоні.

Породи в цій області могли захопити цей короткочасний магнітний сплеск до того, як поле зникло, згідно з новим дослідженням. Результати показують, що удар спричинив би сейсмічні ударні хвилі, які прокотилися через Місяць і зійшлися на зворотному боці. Ці хвилі, ймовірно, "струсили" електрони в сусідніх породах саме тоді, коли магнітне поле досягло піку, фактично зафіксувавши орієнтацію поля як геологічний знімок.

Дослідники оцінюють, що вся послідовність подій відбулася менш ніж за годину, але, ймовірно, залишила магнітну сигнатуру, яку можна виявити й сьогодні. Бенджамін Вайс, співавтор дослідження та професор наук про Землю та планети в MIT, пояснив процес намагнічування за допомогою яскравої аналогії.

"Уявіть собі, що ви підкидаєте колоду з п'ятдесяти двох карт в атмосферу, оточену магнітним полем, і на кожній картці є стрілка компаса," промовив Вайс. "Коли карти повертаються на землю, вони розташовуються в новому напрямку — це, по суті, і є процес намагнічування."

Майбутні експедиції матимуть можливість перевірити теорії, розроблені командою. Найбільше намагнічені породи знаходяться поблизу південного полюса Місяця на його зворотному боці — територія, яку планують вивчити кілька міжнародних місій, зокрема програма NASA Artemis, в найближчі роки. Якщо ці породи виявлять ознаки як ударного впливу, так і давнього магнетизму, це могло б підтвердити гіпотезу про те, що магнітні аномалії Місяця виникли внаслідок потужного удару астероїда.

Дослідження також виявляє подробиці щодо механізму цього процесу. Коли астероїд з величезною силою вдарив у поверхню Місяця, він не лише залишив кратер. Енергія удару була настільки інтенсивною, що перетворила тверді матеріали на газ, формуючи хмару плазми, що стрімко розійшлася по поверхні Місяця.

Ця плазма володіла незвичайними електричними характеристиками. Оскільки вона складалася з іонізованих часток, вона мала здатність взаємодіяти з наявним слабким магнітним полем Місяця, суттєво його підсилюючи. Найцікавіше, що цей ефект проявлявся найінтенсивніше на стороні, яка знаходилася на відстані від місця удару, де плазма зосередилася після обгортання навколо Місяця.

Тимчасове посилення магнітного поля створило сприятливі умови для намагнічування гірських порід. Сейсмічні хвилі, що виникли внаслідок удару, пройшли через внутрішні шари Місяця і досягли його зворотного боку саме в момент, коли магнітне поле досягло максимальних значень. Ці хвилі викликали мікроскопічні зміни в структурі порід, що дозволило їм "зберегти" орієнтацію магнітного поля.

Процес був надзвичайно швидким за геологічними мірками. Вся послідовність подій -- від удару до намагнічування порід -- відбулася протягом менш ніж години. Однак наслідки цього короткочасного явища зберігаються мільярди років потому.

Це дослідження є ключовим для пізнання історії Місяця та процесів, які визначали його поверхневу структуру. Воно також сприяє поясненню нерівномірного розподілу магнітних аномалій на Місяці, зокрема, з акцентом на їхні потужні скупчення на зворотній стороні.

Нарретт підкреслив, що існують значні аспекти магнетизму Місяця, які досі залишаються без пояснень. Це свідчить про можливість наявності інших механізмів, які можуть пояснити магнітні характеристики місячних порід, або про те, що подібні удари астероїдів траплялися неодноразово в історії Місяця.

Дослідження було опубліковано у журналі Science Advances і представляє значний крок вперед у розумінні магнітної історії Місяця. Воно демонструє, як катастрофічні події в минулому могли залишити тривалі сліди, які ми можемо виявити та вивчати сьогодні за допомогою сучасних технологій.