Общеизвестно, что Луна не имеет магнитного поля. Однако некоторые лунные породы, привезённые астронавтами «Аполлона», а также те, которые изучались орбитальными космическими аппаратами на дальней стороне Луны, странным образом намагничены.
Если сама Луна не магнитная, то как могут магнититься её камни? Этот вопрос также озадачивал учёных на протяжении десятилетий, но, наконец, новое исследование учёных из Массачусетского технологического института (MIT) даёт логическое объяснение.
Используя компьютерное моделирование, исследователи раскрыли сценарий, в котором древнее столкновение с астероидом в сочетании со слабым магнитным полем Луны в то время ненадолго усилило это поле, достаточно для того, чтобы близлежащие камни намагнитились.
«Большая часть лунного магнетизма до сих пор не объяснена, но большинство сильных магнитных полей, измеренных орбитальными космическими аппаратами, можно объяснить этим процессом, особенно на дальней стороне Луны», — сказал Айзек Нарретт, первый автор исследования и аспирант Массачусетского технологического института.
Обычно магнетизм на планетах (включая Землю) или лунах объясняется динамо-машиной. Это процесс, при котором движение расплавленного, электропроводящего материала внутри ядра планеты создаёт глобальное магнитное поле. Однако наша Луна, с её гораздо меньшим и более холодным ядром, не может создать ничего достаточно сильного, чтобы объяснить магнетизм, наблюдаемый в некоторых её камнях.
Более ранние теории пытались объяснить эту аномалию, предполагая, что внешнее магнитное поле, например солнечное, могло усилиться во время столкновения с крупным астероидом. Однако, когда исследователи проверили эту идею в 2020 году, моделирование показало, что солнечное поле было слишком слабым, чтобы объяснить намагниченность камней.
Авторы исследования применили другой подход. Они предположили, что у Луны когда-то было собственное слабое магнитное поле, приводимое в движение внутренним динамо, возможно, силой всего в один микротесла, то есть примерно в 50 раз слабее, чем у Земли.
Они подумали: а что, если мощное столкновение с астероидом, подобное тому, которое привело к образованию гигантского кратера на Луне, Моря Дождей, породило горячее плазменное облако, достаточно мощное, чтобы на короткое время расширить это слабое магнитное поле?
Используя передовые симуляции на вычислительной платформе SuperCloud Массачусетского технологического института, исследователи смоделировали такое сценарий. Они обнаружили, что при таком ударе материал поверхности испарился бы, образовав облако плазмы, которое распространилось вокруг Луны и сконцентрировалось на противоположной стороне (дальней), как раз там, где были найдены сильно намагниченные камни. Там плазма сжала бы слабое магнитное поле Луны, на короткое время увеличив его силу.
Однако моделирование показывает, что этот магнитный всплеск длился всего около 40 минут. Как же тогда камням удалось зафиксировать столь длительный магнитный след? Исследователи предполагают, что в результате удара по Луне прошли мощные сейсмические волны.
Когда эти волны ударили по камням как раз в момент пика магнитного поля, они подтолкнули электроны камней и помогли им выровняться с временным полем. Когда поле угасло, электроны остались на месте, зафиксировав магнитную память, которая существует до сих пор.
"В течение нескольких десятилетий существовала некая загадка относительно магнетизма Луны — является ли он следствием ударов или динамо-машины? А здесь мы говорим, что это немного и то, и другое, и это проверяемая гипотеза, что очень приятно", — говорит Рона Оран, один из авторов исследования и физик плазмы из Массачусетского технологического института.
Источник новости: habr.com
