ردپای آهن گاما در خاک ماه و سرنخ‌های میدان مغناطیسی باستانی آن

مجموعه: اخبار علمی و آموزشی

تاریخ انتشار : پنجشنبه, ۲۱ آبان ۱۴۰۵ ۱۰:۱۲

به گزارش خبرآنلاین به نقل از سای‌تک‌دیلی، گروهی به سرپرستی هایفنگ دو از آزمایشگاه میدان مغناطیسی قوی آکادمی علوم چین، ذرات آهن را در دو نمونه شیشه برخوردی بررسی کرد. پژوهشگران با میکروسکوپ الکترونی عبوری و روش‌های تحلیل مواد نشان دادند بخشی از این ذرات ساختار بلوری آهن گاما یا γ-Fe را دارند. این یافته به نمونه‌هایی مربوط است که چین در مأموریت چانگ‌ای ۶ از ماه به زمین بازگرداند.

چرا آهن گاما در خاک ماه باقی مانده است؟

آهن گاما معمولاً در دماهای بالا پایدار است. با سرد شدن، آهن می‌تواند به ساختار بلوری دیگری موسوم به آهن آلفا یا α-Fe تبدیل شود. پیدا شدن ذرات گاما در نمونه طبیعی ماه به این معناست که در بعضی شرایط، این دگرگونی به‌طور کامل رخ نداده است.

پژوهشگران برخورد شهاب‌سنگ‌ها و دیگر اجرام را یکی از توضیح‌های احتمالی می‌دانند. انرژی برخورد می‌تواند مواد سطح ماه را به‌سرعت گرم و ذوب کند و مواد مذاب نیز در زمانی کوتاه سرد می‌شوند. بر پایه فرضیه گروه، این سردشدن سریع، حضور مقادیر اندک عناصری از جمله کربن و محصور شدن ذرات آهن در شیشه برخوردی، در کنار هم ممکن است ساختار آهن گاما را حفظ کرده باشند.

شیشه برخوردی در این پژوهش به‌عنوان محیطی بررسی شد که ذرات آهن در آن باقی مانده‌اند. پژوهشگران ابتدا ساختار بلوری ذرات را با ابزارهای تصویربرداری و تحلیل مواد تشخیص دادند و سپس بررسی کردند که آیا همان ذرات می‌توانند نشانه مغناطیسی پایداری داشته باشند. به همین دلیل شناسایی آهن گاما و ارزیابی قابلیت آن برای ثبت تاریخ مغناطیسی ماه دو مرحله مجزا از تحقیق بودند.

آزمون رفتار مغناطیسی ذرات

ماه امروز میدان مغناطیسی سراسری ندارد، ولی شماری از نمونه‌های سنگ و خاک آن نشانه‌هایی از میدان‌های گذشته در خود دارند. یکی از توضیح‌ها این است که فعالیت هسته ماه در گذشته چنین میدانی ایجاد کرده باشد. زمان آغاز و پایان آن همچنان موضوع پژوهش است.

تیم تحقیقاتی با هولوگرافی الکترونی خارج از محور، الگوی مغناطش ذرات را بررسی کرد. در ذرات بزرگ‌تر، مغناطش می‌توانست به شکل حلقه‌ای قرار گیرد و حالتی پایدار به نام گردابه مغناطیسی تشکیل دهد. یکی از پژوهشگران این امکان را به «فسیل مغناطیسی» تشبیه کرده است، زیرا اگر جهت مغناطش از زمان شکل‌گیری ذره باقی بماند، می‌تواند به بازسازی شرایط همان دوره کمک کند.

نتایج در ۱۶ سپتامبر ۲۰۲۶ در نشریه PNAS منتشر شد. بررسی اینکه ذرات گاما واقعاً چه اندازه از اطلاعات میدان باستانی را با دقت قابل اتکا نگه می‌دارند، همچنان باقی است.

به این ترتیب، ارزش نمونه فقط در شناسایی یک ساختار بلوری نیست. سنجش مغناطش در کنار شناخت شرایط تشکیل شیشه می‌تواند به پژوهشگران کمک کند میان اثر خود برخورد و نشانه‌های باقی‌مانده از محیط ماه تمایز بگذارند. تعیین سهم هر عامل به بررسی نمونه‌های بیشتری نیاز دارد.