Сьогодні Місяцю бракує глобального магнітного поля, але так було не завжди. Вимірювання космічних апаратів земної кори і місячних порід, отриманих у результаті місій "Аполлон", містять залишкове намагнічування, яке сформувалося 4-3,5 мільярда років тому.
Таке магнітне поле за силою можна порівняти із земним. Вчені стверджують, що його джерелом був динамо-ефект, що генерується розплавленим металевим ядром Місяця. Проте ймовірне невелике ядро Місяця, можливо, не згенерувало достатньо енергії для підтримки стародавнього магнітного поля. Такий висновок учені зробили, порівнюючи земні та місячні породи.
У нещодавній статті Science Advances учений Рона Оран і плантетолог Бен Вайс (Ben Weiss) з Массачусетського технологічного інституту підтримали альтернативну гіпотезу, що пояснює залишкове намагнічування місячної кори: йдеться про перехідні плазми, які виникли внаслідок метеороїдного впливу.
Час Науки наводить фрагмент интерв'ю виданню Scitechdaily.com.
Запитання: Яка гіпотеза "ударних плазм" і чому її досі розглядають як потенційний механізм для пояснення стародавнього магнетизму Місяця?
Оран: Є дві основні гіпотези, які пояснюють давнє магнітне поле Місяця. Одна з них полягає в тому, що Місяць колись згенерував динамо-ядро. Основна проблема для цієї теорії полягала в тому, що супутник набагато менший за Землю, і у нього немає достатньо енергії для створення поверхневого магнітного поля з високою інтенсивністю.
Вайс: Давня альтернативна гіпотеза полягає в тому, що джерелом поля був не внутрішній, а метеороїдний вплив на поверхню. Зокрема, було запропоновано вплив плазми - високопровідних рідин, що виробляються внаслідок випаровування місячної поверхні, - поле розширилося навколо Місяця й охопило його. Згодом посилилося міжпланетне магнітне поле, відоме як сонячний вітер. Потім поля були індуковані в кору Місяця, і залишки магнетизму ми спостерігаємо зараз. Ця гіпотеза підтверджується, зокрема, спостереженнями за чотирма молодими кратерами, які посилають магнітні сигнали на зворотному боці Місяця.
Запитання: Дивлячись на модель впливу плазми, як ви підтвердите правдоподібність цієї теорії?
Вайс: Ми протестували цю ідею, використовуючи моделювання ударних плазм. Судячи з усього, останні генерували розпад магнітного поля.
Оран: Одна з причин, через яку ця гіпотеза ще не була перевірена, полягала в тому, що інструментарій, який ми використовуємо, належить до космології; раніше ніхто не застосовував його до місячної проблематики. Потім, Бен, який досліджує палеомагнетизм, і я об'єднали зусилля, щоб показати, що гіпотеза впливу плазми не працює.
Еволюція намагнічених плазм є складним процесом, за якого потік плазми та електромагнітного поля змінюються один після одного. Тільки одночасна імітація плазми і магнітного поля дає реалістичне уявлення про процес.
Ми виявили, що не можна просто так створити достатньо магнітної енергії з плазмового впливу. Ми можемо думати про Місяць як про гігантський сферичний резистор, що вбиває всі струми, які викликаються магнітним полем. Згенеровані поля розсіюються протягом декількох хвилин, тож ми побачили абсолютно протилежний ефект тому, що спочатку мали намір знайти.
Запитання: Що ваше відкриття говорить про еволюцію Місяця, його магнетизм і подібні планетарні тіла? Які питання залишаються?
Вайс: Якби гіпотеза ударних полів була правильною, це б означало, що знайдені нами залишки магнетизму, по суті, нічого не говорять про геофізичну і теплову еволюцію Місяця. Необхідні більш глибокі дослідження магнітної історії Місяця. Для нашого розуміння необхідні записи намагнічування залишків, знайдених і на інших безводних тілах, таких як Меркурій, а також на астероїдах, які, як передбачається, мають свої намагнічені кори. Тепер, коли ми показали, що теорія про вплив полів навряд чи пояснює більшу частину місячного магнетизму, очевидна гіпотеза динамо-ядра, що виникло на стародавньому Місяці.
Оран: З огляду на те, що зараз ми підтримуємо альтернативну теорію місячного динамо, сильні поля, які ми бачимо на Місяці, все ще потребують додаткових пояснень, тому що динамо, подібне до земного, може бути недостатньо. Останніми роками було розроблено деякі альтернативні теорії динамо-магнетизму, що пояснюють, як планети генерують сильніші поля, наприклад, за рахунок коливань надмірно твердої мантії.
Наше дослідження полягає в тому, щоб дозволити Місяцю генерувати своє власне динамо-ядро, а потім вивчити, як плазма взаємодіє з полем. Ще одна проблема полягає в пошуку "відбитків" стародавнього магнетизму. Поки лише ми спостерігаємо збіги намагнічень на поверхні Місяця.
