Ученые Массачусетского технологического института, пытающиеся разгадать тайну присутствия сильномагнитного материала на обратной стороне Луны, нашли новые подсказки, которые вскоре могут помочь раскрыть эту тайну.
Согласно новому исследованию, команда полагает, что мощный удар на стороне Луны, видимой с Земли, создал плазменное облако и связанные с ним ударные волны в атмосфере, которые намагнитили некоторые поверхностные камни на обратной стороне Луны.
Для подтверждения этой гипотезы может оказаться целесообразным взять образцы сильномагнитных лунных пород, поскольку многие подходящие цели расположены в южной полярной области Луны, где НАСА планирует свои миссии Artemis».
«Значительная часть магнетизма Луны остается необъяснимой», — говорит Айзек Нарретт, аспирант кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах (EAPS) Массачусетского технологического института и ведущий автор исследования. «Но большинство сильных полей, измеренных орбитальными аппаратами, можно объяснить этим процессом, особенно на обратной стороне Луны».
Высокомагнитный материал на обратной стороне Луны остается загадкой
Большинство ученых полагают, что магнитное поле Земли создается вращающимся расплавленным ядром, которое создает электрический эффект «динамо». Сегодня на Луне нет глобального магнитного поля или действующего динамо, хотя ученые полагают, что в далеком прошлом у Луны было расплавленное вращающееся ядро, которое могло генерировать магнитное поле.
В 1960-х и 1970-х годах астронавты миссии «Аполлон» привезли на Землю образцы лунной породы, и анализ показал, что в прошлом у Луны было сильное магнитное поле. Несколько орбитальных аппаратов также обнаружили признаки магнетизма на его поверхности, что, по-видимому, подтверждает теорию о древнем магнитном поле.
Однако те же орбитальные данные открыли исследователям новую загадку: некоторые поверхностные материалы на обратной стороне Луны на самом деле обладают сильными магнитными свойствами. Хотя древние магнитные поля могли бы частично объяснить это явление, высокая интенсивность и локальная концентрация удаленного магнитного поля все еще озадачивает ученых.
Авторы исследования утверждают, что предыдущие попытки связать «отсутствующий магнетизм» с последствиями мощных лунных ударов и слабым магнитным полем Солнца не смогли объяснить необычно высокую намагниченность.
Группа исследователей из Массачусетского технологического института разработала новую теорию, объясняющую эти противоречивые данные. Согласно их модели, мощный удар вызвал сейсмические ударные волны и плазменные столбы на Луне, что в сочетании с предполагаемым древним магнитным полем (когда-то созданным вращающимся расплавленным ядром) могло привести к намагничиванию некоторых пород на обратной стороне.
Моделирование подтверждает новую теорию
Команда Массачусетского технологического института впервые оценила размер древнего вращающегося ядра Луны, что позволило им оценить силу магнитного поля — около одной микротеслы, или в 50 раз слабее современного магнитного поля Земли.
Затем исследователи протестировали различные сценарии ударов по поверхности Луны, которых было бы достаточно для образования бассейна Моря Дождей, используя моделирование, разработанное членом группы Катариной Милиович. Этот кратер был выбран потому, что это один из крупнейших кратеров на видимой стороне Луны, и ученые предполагают, что сила удара могла повлиять на магнитную аномалию на обратной стороне Луны.
После моделирования столкновения команда смоделировала размер и форму гигантского облака плазмы, которое могло бы образоваться при таком столкновении. Результаты были проанализированы с использованием адаптированного кода, разработанного командой Мичиганского университета, который показывает, как плазменные облака испаренного лунного материала взаимодействуют со слабым магнитным полем Луны.
Хотя моделирование показывает, что часть плазменного облака будет распространяться в космосе из-за практически отсутствующей атмосферы Луны (формально известной как экзосфера), подавляющее большинство его будет обтекать естественный спутник, пока не сконцентрируется на обратной стороне Луны, где впервые был обнаружен сильный магнитный материал.
Данные моделирования также показали, как сжатая плазма может усилить теоретическое магнитное поле Луны на короткий период времени (около 40 минут), прежде чем вернуться к исходному уровню.
Обратите внимание: Вскоре наступит эра автономных боевых машин, которые будут убивать себе подобных.
Хотя моделирование подтвердило, что полученные всплески были недостаточно сильны, чтобы объяснить загадочный магнетизм, исследователи добавили еще одну переменную, чтобы внести коррективы в результаты.Анализируя данные моделирования, группа ученых обнаружила, что мощные удары, способные создавать движущиеся плазменные шлейфы, также могут вызывать огромные ударные волны. Исследователи заявили, что волны распространялись по Луне подобно землетрясению, заставляя материалы на ее поверхности, включая камни на обратной стороне, «дрожать». Эта вибрация, в свою очередь, вызывает «возмущение» электронов внутри породы.
Поскольку электроны естественным образом выстраивают свои спины вдоль внешнего магнитного поля, после стабилизации их ориентация изменится в зависимости от кратковременных взаимодействий с этим полем.
«Это как если бы вы подбросили колоду из 52 карт в воздух в магнитном поле, и каждая карта станет стрелкой компаса», — объяснил Вайс. - «Когда карты снова упадут на землю, они будут в новой ориентации. По сути, это процесс намагничивания».
Подтверждение этой новой гипотезы потребует прямых измерений лунных пород, собранных из разных регионов Луны. К счастью, место посадки предстоящей миссии НАСА «Артемида» находится очень близко к области необычно магнитных пород вблизи южного полюса Луны. В конечном итоге группа полагает, что их работа дает наиболее правдоподобное объяснение магнетизма Луны и способ его проверки.
«В течение десятилетий это оставалось загадкой: является ли магнетизм Луны результатом ударов или эффекта динамо?» говорит исследователь и член команды Массачусетского технологического института Рона Оран. «Наш ответ: и то, и другое». Это проверяемая гипотеза, очень удобная».
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.