Według artykułu opublikowanego w czasopiśmie Earth and Planetary Science Letters fragmenty księżycowych skał z amerykańskiej sondy kosmicznej Apollo pomogły geologom udowodnić, że Księżyc posiadał taką samą potężną tarczę magnetyczną jak Ziemia we wczesnych epokach swojego istnienia.
„Połączyliśmy wszystkie dane chemiczne i fizyczne, aby zrozumieć, jak pole magnetyczne pojawiło się na Księżycu i jak mogło istnieć tak długo. Stworzyliśmy kilka syntetycznych wersji jądra Księżyca, korzystając z najnowszych danych na temat jego składu, i przetestowaliśmy, jak zachowują się one przy tych samych ciśnieniach i temperaturach, jakie panowały wtedy w głębi Księżyca”- powiedział Kevin Righter z Centrum Lotów Kosmicznych NASA nazwana na cześć Johnsona w Houston (USA).
Podczas misji Apollo amerykańscy astronauci dostarczyli na Ziemię próbki skał księżycowych, które nosiły ślady pola magnetycznego, którego nie ma na współczesnym księżycu. Z drugiej strony masa i wymiary ziemskiego satelity są zbyt małe, aby w jego wnętrzu pojawiło się dynamo magnetyczne - przepływy stopionego metalu, które są źródłem pola magnetycznego w szczególności na naszej planecie.
Powstaje pytanie: skąd się wzięło to pole i dlaczego istniało przez ponad miliard lat? W poszukiwaniu rozwiązania tej tajemnicy naukowcy sformułowali kilka pomysłów opartych na składzie chemicznym, izotopowym i mineralnym skał Apollo.
Na przykład w 2011 roku planetolodzy zasugerowali, że strumienie metalu mogły powstać w jądrze Księżyca w wyniku wstrząśnięcia nim po zderzeniu z dużą asteroidą. Inne grupy naukowców stwierdziły, że ślady pola magnetycznego w próbkach z Księżyca są anomalią i że w przeszłości nie posiadał on silnego pola magnetycznego.
Reiter i jego koledzy postanowili przetestować wszystkie te teorie, tworząc w laboratorium analogię jądra Księżyca ze skał, z których ma się on składać. W tym celu naukowcy obliczyli dokładne proporcje siarki i węgla w skałach dostarczonych na Ziemię przez Apollo i wykorzystali je do określenia składu chemicznego rdzenia.
Jak wyjaśniają geolodzy NASA, wiele fragmentów skał Apollo zawiera dużą liczbę mikroskopijnych kul, zamarzniętych kropelek stopionych skał, które uderzyły w powierzchnię Księżyca w odległej przeszłości wraz ze strumieniami gorącej lawy z głębokich warstw jego płaszcza. Znając stosunek siarki do węgla w nich, możesz określić, ile z tych pierwiastków i kilku innych substancji zawartych w jądrze księżyca.
Najnowsze pomiary tego rodzaju, przeprowadzone przez zespół Reitera, wskazały na prawie całkowity brak obu pierwiastków w jądrze Księżyca, co znacznie zmieniło zachowanie „manekinów” rdzenia podczas kompresji i wzrostu temperatury.
Film promocyjny:
Tworząc ciśnienie 50 tysięcy atmosfer i podnosząc temperaturę do 1200-1700 stopni Celsjusza, naukowcy NASA doszli do wniosku, że jądro Księżyca, składające się głównie z niklu i żelaza, może pozostać częściowo płynne nawet przy tak skromnych temperaturach i ciśnieniach.
Środek tego jądra stopniowo krystalizował i zestalał się, co spowodowało, że jego płynna część poruszyła się i wytworzyła pole magnetyczne porównywalne z siłą ziemi. Jak długo działało to dynamo i czy asteroida była potrzebna do jej „wystrzelenia”, naukowcy jeszcze nie wiedzą, ale wszystkie dostępne dane wskazują, że proces ten mógłby zajść sam, z powodu ochłodzenia się jądra materii.
Dlaczego to jest ważne? Podobne procesy mogły zachodzić w jądrach innych księżyców lub małych planet, których masa nie wystarczyła do ogrzania ziemskiego jądra i uruchomienia dynamo. Obecność pola magnetycznego jest niezwykle ważna dla powstania życia, a jego obecność na małych księżycach może wskazywać, że warunki powstania życia są częstsze niż wcześniej sądzono.