Η Σελήνη δεν διαθέτει σήμερα παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο, όμως οι βράχοι και η σκόνη της κρατούν ίχνη από την εποχή που το εσωτερικό της ήταν πολύ πιο δραστήριο. Σε δείγματα που έφερε στη Γη η αποστολή Chang’e-6, ερευνητές εντόπισαν μια ασυνήθιστη μορφή μεταλλικού σιδήρου που μπορεί να λειτουργεί σαν μικροσκοπικό «μαγνητικό απολίθωμα».
Τι βρήκαν οι ερευνητές
Η ομάδα μελέτησε μεταλλικό σίδηρο εγκλωβισμένο σε γυαλί που δημιουργήθηκε από προσκρούσεις στην επιφάνεια της Σελήνης. Για πρώτη φορά σε φυσικό σεληνιακό δείγμα εντόπισε γ-Fe, μια κυβική, εδροκεντρωμένη μορφή σιδήρου που είναι συνήθως σταθερή μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες.
Τα σωματίδια είχαν νανομετρική κλίμακα και βρέθηκαν διάσπαρτα μέσα στο γυάλινο υλικό. Η ανάλυση βασίστηκε σε προετοιμασία με εστιασμένη δέσμη ιόντων, ηλεκτρονική μικροσκοπία διέλευσης και χημική ανάλυση. Στα δύο δείγματα γυαλιού πρόσκρουσης που εξετάστηκαν, το γ-Fe ήταν η κυρίαρχη μορφή σιδήρου.
Πώς επέζησε μια ασταθής μορφή σιδήρου
Υπό κανονικές συνθήκες, το γ-Fe μετατρέπεται καθώς ψύχεται σε α-Fe, μια διαφορετική κρυσταλλική μορφή. Οι ερευνητές προτείνουν ότι οι ακραίες συνθήκες μιας πρόσκρουσης στη Σελήνη μπορεί να παγιδεύουν το γ-Fe πριν προλάβει να μετασχηματιστεί.
Η ταχεία ψύξη του λιωμένου υλικού, μικρές ποσότητες άνθρακα και άλλων στοιχείων, αλλά και η προστασία από τη γυάλινη μήτρα γύρω από τα σωματίδια φαίνεται να συμβάλλουν στη σταθεροποίησή του. Πρόκειται για υπόθεση που εξηγεί τα ευρήματα, όχι για απόδειξη ότι κάθε σεληνιακό γυαλί περιέχει την ίδια φάση.
Ένα νανοσωματίδιο που κρατά μαγνητική μνήμη
Με ηλεκτρονική ολογραφία εκτός άξονα, η ομάδα εξέτασε τη μαγνητική συμπεριφορά μεμονωμένων νανοσωματιδίων. Τα σχετικά μεγαλύτερα σωματίδια γ-Fe μπορούσαν να σχηματίσουν σταθερή κατάσταση μαγνητικού στροβίλου και διατηρούσαν συνεπή απόκριση όταν εκτίθεντο σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.
Αυτή η σταθερότητα ανοίγει την πιθανότητα τα σωματίδια να λειτουργούν ως καταγραφείς παλαιότερων μαγνητικών συνθηκών. Αν η ερμηνεία επιβεβαιωθεί, οι επιστήμονες θα μπορούν να συγκρίνουν το γ-Fe με το α-Fe και να αναζητούν ποια στάδια των σεληνιακών προσκρούσεων ή της εξέλιξης του φεγγαριού αποτυπώνει κάθε μορφή.
Τι δεν έχει ακόμη αποδειχθεί
Το εύρημα διευρύνει τον κατάλογο των μαγνητικών ορυκτών που γνωρίζουμε από σεληνιακά δείγματα, αλλά δεν αποτελεί από μόνο του πλήρη ανακατασκευή του αρχαίου μαγνητικού πεδίου της Σελήνης. Χρειάζονται περισσότερα δείγματα και μετρήσεις για να φανεί πόσο αξιόπιστα διατηρεί το γ-Fe πληροφορίες για το παρελθόν.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences και βασίστηκε σε υλικό της Chang’e-6, της πρώτης αποστολής που έφερε δείγματα από την απομακρυσμένη πλευρά της Σελήνης. Το επόμενο βήμα είναι να συνδεθεί η μικροσκοπική μαγνητική «μνήμη» των κόκκων με τη χρονολογία και τις συνθήκες των γεγονότων που τους δημιούργησαν.