Zašto su neke stijene na Mjesecu magnetske

Kamo je nestao Mjesečev magnetizam? Znanstvenici se desetljećima bave ovim pitanjem, otkako su svemirske letjelice u orbiti otkrile znakove jakog magnetskog polja u stijenama na površini Mjeseca, dok sam Mjesec danas nema inherentni magnetizam.

Znanstvenici s MIT-a sada su možda riješili misterij. Pretpostavljaju da je kombinacija drevnog, slabog magnetskog polja i velikog udara koji generira plazmu možda privremeno stvorila snažno magnetsko polje, koncentrirano na suprotnoj strani Mjeseca.

U studiji objavljenoj u časopisu Science Advances, istraživači detaljnim simulacijama pokazuju da bi udar, poput udara velikog asteroida, mogao stvoriti oblak ioniziranih čestica koje su nakratko obavile Mjesec. Ta bi plazma strujala oko Mjeseca i koncentrirala se na suprotnoj lokaciji od početnog udara. Tamo bi plazma stupila u interakciju sa slabim magnetskim poljem Mjeseca i trenutno ga pojačala. Bilo koje stijene u regiji mogle su zabilježiti znakove pojačanog magnetizma prije nego što je polje brzo nestalo.

Ova kombinacija događaja mogla bi objasniti prisutnost visoko magnetskih stijena otkrivenih u području blizu južnog pola, na suprotnoj strani Mjeseca. Jedan od najvećih udarnih bazena, Imbrium, nalazi se na potpuno suprotnom mjestu na bližoj strani Mjeseca. Istraživači sumnjaju da je ono što je uzrokovalo taj udar vjerojatno oslobodilo oblak plazme koji je pokrenuo scenarij u njihovim simulacijama.

U svojoj novoj studiji, istraživači su krenuli drugačijim putem. Umjesto da uzmu u obzir Sunčevo magnetsko polje, pretpostavili su da je Mjesec nekoć imao dinamo koji je proizvodio vlastito magnetsko polje, iako slabo. S obzirom na veličinu njegove jezgre, procijenili su da bi takvo polje bilo oko 1 mikrotesla, odnosno 50 puta slabije od Zemljinog polja danas.

Polazeći od ove početne točke, istraživači su simulirali veliki udar na površinu Mjeseca, sličan onome što bi stvorilo Imbrium bazen, na bližoj strani Mjeseca. Koristeći simulacije udara, tim je zatim simulirao oblak plazme koji bi takav udar generirao dok bi sila udara isparavala površinski materijal. Prilagodili su drugi kod, koji su razvili suradnici sa Sveučilišta u Michiganu, kako bi simulirali kako bi rezultirajuća plazma tekla i interagirala sa slabim magnetskim poljem Mjeseca. 

Ove simulacije su pokazale da se, dok se oblak plazme javljao uslijed udara, dio njega proširio u svemir, dok bi ostatak strujao oko Mjeseca i koncentrirao se na suprotnoj strani. Tamo bi plazma komprimirala i nakratko pojačala slabo magnetsko polje Mjeseca. Cijeli taj proces, od trenutka kada je magnetsko polje pojačano do trenutka kada se vraća na početnu vrijednost, bio bi nevjerojatno brz, negdje oko 40 minuta, kaže Narrett.

Bi li ovaj kratki vremenski okvir bio dovoljan da okolne stijene zabilježe trenutni magnetski skok? Istraživači kažu da, uz pomoć drugog, utjecaja povezanog s udarom.

Otkrili su da bi udar razmjera Imbriuma poslao tlačni val kroz Mjesec, sličan seizmičkom udaru. Ti bi se valovi konvergirali na drugu stranu, gdje bi udar "potresao" okolne stijene, nakratko poremetio elektrone stijena, subatomske čestice koje prirodno orijentiraju svoje spinove prema bilo kojem vanjskom magnetskom polju. Istraživači sumnjaju da su stijene bile šokirane baš kada je plazma udara pojačala Mjesečevo magnetsko polje. Kako su se elektroni stijena smirili, poprimili su novu orijentaciju, u skladu s trenutno jakim magnetskim poljem.

Istraživači kažu da je ova kombinacija dinama i velikog udara, zajedno s udarnim valom, dovoljna da objasni visoko magnetizirane površinske stijene Mjeseca, posebno na suprotnoj strani. Jedan od načina da se to sa sigurnošću sazna jest izravno uzorkovanje stijena radi znakova udara i visokog magnetizma. To bi mogla biti mogućnost, budući da se stijene nalaze na suprotnoj strani, blizu južnog pola Mjeseca, gdje misije poput NASA-inog programa Artemis planiraju istraživati.