Що се отнася до изучаването на планети, луни и звезди, магнитните полета са нещо много. Смята се, че са резултат от конвекция в планета, тези полета могат да бъдат разликата между планета, която поражда живот или се превръща в безжизнена скала. От известно време учените знаят, че има магнитно поле на Земята, което се задвижва от ефект на динамо, създаден чрез конвекция в неговата течна, външна сърцевина.
Учените също отдавна твърдят, че някога Луната е имала магнитно поле, което също е захранвано от конвекция в сърцевината си. Преди се смяташе, че това поле е изчезнало приблизително 1 милиард години след формирането на Луната (преди около 3 до 3,5 милиарда години). Но според ново проучване на Масачузетския технологичен институт (MIT), сега изглежда, че магнитното поле на Луната продължава да съществува още милиард години.
Изследването, озаглавено „Двумилиардна история за лунното динамо“, наскоро се появи в списанието Научен напредък, Воден от д-р Соня Тикоо, асистент в университета на Рутгер и бивш изследовател в MIT, екипът анализира древни лунни скали, събрани от НАСА Аполон 15 мисия. Това, което откриха, беше, че скалата показва признаци на същество в магнитно поле, когато се е образувала преди 1 и 2,5 милиарда години.
Възрастта на тази проба от скали означава, че тя е значително по-млада от останалите, върнати от мисиите на Аполон. Използвайки разработена от тях техника, екипът изследва стъклената композиция на пробата с магнометър, за да определи магнитните й свойства. След това изложиха пробата на генерирано от лаборатория магнитно поле и други условия, подобни на тези, които съществуваха на Луната, когато скалата би се образувала.
Това беше направено чрез поставяне на скалите в специално проектирана пещ без кислород, която е построена с помощта на Климент Суавет и Тимоти Гроув - двама изследователи от катедрата за земни, атмосферни и планетарни науки (EAPS) на MIT и съавтори на ученето. След това екипът излага скалите на слаба, безкислородна среда и ги нагрява до екстремни температури.
Както обясни Бенджамин Вайс - професор по планетарни науки в EAPS:
„Виждате колко се намагнетизира, когато се нагрява в това известно магнитно поле, след това сравнявате това поле с естественото магнитно поле, което сте измерили предварително, и от това можете да разберете каква е била силата на древното поле ... По този начин най-накрая получих точно измерване на лунното поле. "
От това те определят, че лунната скала се намагнетизира в поле със сила около 5 микротесла. Това е много пъти по-слабо от магнитното поле на Земята, когато се измерва от повърхността (25 - 65 микротесла), и два порядъка по-слаби от това, което е било преди 3 до 4 милиарда години. Тези открития бяха доста значими, тъй като може да помогнат за разрешаването на трайна загадка за Луната.
Преди това учените подозираха, че магнитното поле на Луната е изчезнало 1,5 милиарда години след формирането на Луната (преди около 3 милиарда години). Те обаче не бяха сигурни дали този процес се е случил бързо или магнитното поле на Луната издържа, но в отслабено състояние. Резултатите от това проучване показват, че магнитното поле всъщност е останало в продължение на допълнителни милиарди години, разсейвайки се преди около 2,5 милиарда години.
Както посочи Вайс, това проучване повдига нови въпроси за геоложката история на Луната:
„Концепцията за планетарно магнитно поле, произведено от преместване на течен метал, е идея, която е наистина само на няколко десетилетия. Какво управлява това движение на Земята и други тела, особено на Луната, не е добре разбрано. Можем да разберем това, като знаем живота на лунното динамо. "
С други думи, тази нова времева линия на Луната поставя под съмнение теорията, че само лунно динамо е това, което е задвижвало магнитното му поле в миналото. По принцип сега се разглежда като различна възможност магнитното поле на Луната да се захранва от два механизма. Докато единият е разрешил динамо в ядрото, което захранва магнитното му поле в продължение на един милиард години след образуването на Луната, второто продължава да продължава след това.
В миналото учените предполагаха, че динамото на Луната се задвижва от гравитационното дърпане на Земята, което би довело до приливно огъване във вътрешността на Луната (почти по същия начин, по който мощната гравитация на Юпитер и Сатурн управлява геоложката активност в лунните им интериори). В допълнение, Луната веднъж обикаляла много по-близо до Земята, което може би е било достатъчно за захранване на еднократно по-силното си магнитно поле.
Луната обаче постепенно се отдалечава от Земята, като в крайна сметка достига до сегашната си орбита преди около 3 милиарда години. Това съвпада с времевата линия на магнитното поле на Луната, което започна да се разсейва приблизително по същото време. Това може да означава, че преди около 3 милиарда години, без гравитационното дърпане на Земята, ядрото бавно се охлажда. Един милиард години по-късно ядрото се втвърди до степен, че арестува магнитното поле на Луната. Както обясни Вайс:
„Когато луната се охлажда, ядрото й действа като лава лампа - неща с ниска плътност се издигат, защото е горещо или защото съставът му е различен от този на заобикалящата течност. Ето защо ние мислим, че работи динамото на Земята, и това предполагаме, че прави и по-късното лунно динамо ... Днес полето на Луната е по същество нула. И сега знаем, че е изключен някъде между образуването на тази скала и днес. "
Тези открития станаха възможно благодарение отчасти на наличието на по-млади лунни скали. В бъдеще изследователите планират да анализират още по-млади проби, за да определят точно къде е изчезнало напълно динамото на Луната. Това не само ще послужи за валидиране на откритията на това проучване, но и може да доведе до по-обширен график на геоложката история на Луната.
Резултатите от тези и други изследвания, които се стремят да разберат как се е образувала и променяла Луната с течение на времето, също ще изминат дълъг път към подобряване на нашето разбиране за това как са станали Земята, Слънчевата система и извън слънчевата система.
