Проучавайки лунен материал, върнат от китайската мисия "Чан'ъ-6", учени са идентифицирали рядка форма на желязо, която би могла да съхрани информация за древната магнитна история на Луната според изследване, публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Откритието е направено в малки стъклени перли, събрани от лунната повърхност. Те се образуват когато метеорит удря лунната повърхност, разтопявайки почвени частици и изхвърляйки ги във въздуха, където те бързо се охлаждат и се превръщат в стъкло.
В тези стъклени частици изследователите откриват метално желязо с необичайната стено-центрирана кубична решетка γ-Fe, известно още като аустенит. Находката бележи първата идентификация на тази желязна структура в естествени лунни проби и предоставя нов начин за изследване на това как магнитната среда на Луната се е променяла в продължение на милиарди години.
Рядка желязна фаза, скрита в лунната почва
Изследователският екип, ръководен от професор Ду Хайфенг (Du Haifeng) от Лабораторията за силни магнитни полета към Институтите по физически науки в Хъфей (HFIPS - High Magnetic Field Laboratory of the Hefei Institutes of Physical Science) към Китайската академия на науките (CAS), е изследвал проби, върнати от мисията Чан'ъ-6 от обратната страна на Луната.
В малки стъклени частици учените откриват следи от метално желязо, подредени в кристална структура, наречена стено-центрирано кубично желязо γ-Fe. Тази форма на желязо е необичайна, защото не се запазва често при естествени условия на лунната повърхност, което прави откритието ѝ важна улика за процесите, които са оформили събрания материал.
Алотропни форми на желязото - алфа желязо и гама желязо. Кредит: Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0) Алотропията е свойството на химичните елементи да съществуват във вид на няколко прости вещества, различни по строеж, свойства и цвят. Алотропните форми може да имат различен брой атоми в молекулата като например молекулния кислород О2 и озона О3 или различни кристални решетки като графита и диаманта. Алотропите обикновено се бележат с букви от гръцката азбука
Изследователите предполагат, че желязната фаза се е образувала по време на високоенергийни събития на лунната повърхност, като например удари на метеорити. Тези сблъсъци генерират екстремни температури и налягания, които могат да променят минералите и да създадат необичайни материали, които по-късно се задържат в стъклени частици.
Тъй като стъклените частици могат да съхраняват физически записи от момента на образуването си, тези малки структури могат да се изпозват като геоложки архиви. Желязото, открито вътре в тях, би могло да съдържа информация за магнитните условия, които са съществували при създаването на частиците.
Констатациите са подробно описани в научното списание Proceedings of the National Academy of Sciences, където екипът представя доказателства, че тази рядка желязна фаза представлява нов източник на информация за геоложката и магнитна еволюция на Луната.
Регионална лунна топография и магнитни аномалии. ( A ) Полусферична топографска карта, центрирана върху басейна Южен полюс-Айткен. ( B ) Поле на магнитни аномалии в същия регион . Приета е стереографска проекция. Интервалът на линиите на мрежата е 30° както за географска ширина, така и за дължина. През 2024 г. мисията Чан'ъ-6 връща първите проби от реголит от обратната страна на Луната. Червената звезда е мястото на вземане на проби (41,64° ю.ш., 153,99° з.д.). Кредит: Proceedings of the National Academy of Sciences
Магнитен фосил от далечното минало на Луната
Изследователите описват откритието като възможен магнитен фосил, микроскопичен запис, способен да съхрани доказателства от по-ранен период от лунната история. За разлика от Земята, Луната вече няма глобално магнитно поле, генерирано от активно динамо в ядрото, но предишни изследвания показват, че някога е имала периоди на значителен магнетизъм.
Информацията кога и как е съществувало магнитното поле на Луната остава един от основните въпроси в лунната наука. Проби, събрани по време на по-ранни мисии, дават важни улики, но много подробности за древната история на вътрешността и магнитната активност на Луната остават неясни.
Новооткритата γ-Fe структура предлага друг път за учените да изследват тези въпроси. Чрез изучаване на магнитните свойства на желязосъдържащите частици, изследователите могат да изследват условията на околната среда, които са съществували при образуването на материала.
Откритието демонстрира как дребномащабни структури във върнати лунни проби могат да съдържат информация за големи планетарни процеси. Частица, видима само чрез напреднали лабораторни техники, може да разкрие подробности за събития, случили се преди милиарди години.
Чан'ъ-6 изтъква научната стойност на лунните проби
Мисията "Чан'ъ-6" върна проби от обратната страна на Луната, регион, от който преди това не са вземани проби, директно събрани от космически кораб и доставени на Земята. Тези образци позволяват на изследователите да изучават част от Луната, която се различава от областите, изследвани от по-ранни мисии.
Върнатият материал дава нови възможности за изследване на лунните въздействия, вулканичната история, образуването на минерали и магнитната еволюция. Всяко откритие от пробите добавя още една част към хронологията на развитието на Луната от ранното ѝ формиране до сегашното ѝ състояние.
Идентифицирането на стено-центрирано кубично желязо γ-Fe подчертава важността на анализа на лунния материал в изключително малки мащаби. Усъвършенстваните техники за изображения и магнитни измервания позволяват на учените да откриват структури, които биха останали неизвестни чрез традиционните методи на изследване.
Изследователите ще продължат да изучават пробите от Чан'ъ-6, за да определят как се е образувала желязната фаза и каква информация може да съдържа тя за древните лунни условия. Бъдещи анализи биха могли да разкрият дали подобни магнитни сигнатури съществуват и другаде във върнатия материал.
Състояние на магнитния домен на железни зърна. ( A ) HAADF-STEM изображение на областта, маркирана в пунктираната червена кутия на Фиг. 2 A. ( B ) Магнитно-фазово изображение на лунната проба, получено чрез извъносна електронна холография; светлите области означават вихри със спиралност обратно на часовниковата стрелка. ( C ) Карти на магнитната индукция, получени от градиента на панела ( B ). ( D-G ) Еволюция на намагнитването на Fe наночастици под постепенно усилено магнитно поле, приложено по оста z (перпендикулярно на равнината на пробата). ( H-N ) подобно на ( A-G ), но за FIB-2. ( O ) Магнитно-фазово изображение на избрана област за FIB-3 (правоъгълна област с размер приблизително 623 nm × 834 nm). ( P ) Карти на магнитната индукция, получени от градиента на панела ( O ). Кредит: Proceedings of the National Academy of Sciences
Откриването на рядка желязна структура в лунни проби от Чан'ъ-6 показва, че дори микроскопични зърна могат да съхранят доказателства за важни събития в планетарната история. Тези частици предоставят на изследователите нов запис на миналото на Луната, включително улики за променящата се магнитна среда.
Докато учените продължават да изследват върнатите проби, древната история на Луната може да стане по-ясна чрез скритите сигнали, запазени в нейните скали и прах. Новооткритият магнитен подпис представлява още една стъпка към разбирането на силите, които са оформили най-близкия естествен спътник на Земята.
Справка: Pengfei Liu et al, Magnetic vortex state of natural lunar γ-Fe, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2608395123
Източник: Scientists Discover A Lunar ‘Magnetic Fossil’ Hidden In Chang’e-6 Moon Samples, Daily Galaxy
Още по темата
Физика
Рядък диамант с уникална шестоъгълна структура е по-твърд от естествения си аналог
Новини
Героите на Nature 2024: Терапия на автоимунни заболявания, лунна почва и прогноза за времето
Космос
За първи път в историята: Доставени са почвени проби от обратната страна на Луната (видео)
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Памет на водата или как ни промиват мозъка
Необикновена космическа експлозия, случваща се веднъж на хилядолетие
Памет на водата или как ни промиват мозъка
Произходът на мартеницата трябва да се търси далече - в Индия и Древна Гърция