Meglepő mágneses „időkapszulát” találtak a Holdon

A Hold napjainkban már nem rendelkezik globális mágneses mezővel, ám a felszínén található kőzetek és talaj egyes ásványai megőrizhetik annak nyomait. Ezek vizsgálatával a kutatók következtetni tudnak arra, hogyan változott a Hold mágneses környezete több milliárd év alatt.

A kínai Hefei Fizikai Tudományok Intézetének (HFIPS) Haifeng Du professzor vezette kutatócsoportja a Chang’e–6 által gyűjtött mintákban található, becsapódások során létrejött üveges anyagot vizsgálta. Az eredményeket a Proceedings of the National Academy of Sciences című folyóiratban publikálták szeptember 16-án.

„Ez az apró mágneses fosszília segíthet abban, hogy jobban megértsük a Hold ősi mágneses történetét” – mondta Long Li, a kutatócsoport tagja.

A Holdon is fennmaradhatott a különleges vasforma

A kutatók fókuszált ionsugaras mintakészítést, transzmissziós elektronmikroszkópiát és kémiai elemzéseket alkalmaztak. A vizsgálatok során számos nanométeres méretű vasrészecskét találtak az üveges anyag belsejében.

A részletes elemzés kimutatta, hogy egy részük lapközepes köbös szerkezetű γ-Fe, vagyis gamma-vas. Ez különösen érdekes, mert természetes holdi mintában most először sikerült kimutatni ezt a vasfázist. A két vizsgált becsapódási üvegmintában ráadásul ez bizonyult a vas domináns formájának.

A γ-Fe normál körülmények között elsősorban magas hőmérsékleten stabil. Lehűléskor általában egy másik szerkezetű, α-Fe néven ismert vasfázissá alakul. A kutatók szerint azonban a Hold felszínén bekövetkező nagy energiájú becsapódások olyan szélsőséges körülményeket teremthetnek, amelyek lehetővé teszik a γ-Fe fennmaradását.

Ebben több tényező is szerepet játszhat. A kis mennyiségű szén és más elemek stabilizálhatják a szerkezetet, miközben a becsapódás során megolvadt anyag rendkívül gyors lehűlése „befagyaszthatja” a különleges vasformát. Az üveges környezet szintén védelmet nyújthat, így a γ-Fe hosszú időn keresztül megőrződhet.

A kutatók nemcsak a részecskék szerkezetét, hanem mágneses tulajdonságaikat is vizsgálták. Elektronholográfiával kimutatták, hogy a nagyobb γ-Fe-részecskék stabil, úgynevezett egyörvényű mágneses állapotot alakíthatnak ki. Mágneses válaszuk külső mágneses tér hatására is következetes maradt.

Ez azért fontos, mert az ilyen stabil nanorészecskék képesek lehetnek megőrizni annak a mágneses környezetnek a lenyomatát, amelyben létrejöttek. A γ-Fe így egy eddig ismeretlen „mágneses adathordozóként” szolgálhat a holdi kőzetekben.

A felfedezés egyben új lehetőséget nyithat a Hold mágneses múltjának kutatásában. Mivel a γ-Fe és az α-Fe eltérő körülmények között alakul ki, és mágneses viselkedésük is különbözik, a két vasforma akár a Hold történetének különböző eseményeiről, például eltérő becsapódási folyamatokról is őrizhet információt.

A Chang’e–6 által a Hold túlsó oldaláról visszahozott minták így nemcsak a holdfelszín geológiai múltjába engednek betekintést, hanem a Hold egykori mágneses környezetének feltérképezéséhez is új, rendkívül apró, ám annál értékesebb nyomokat kínálnak.