Причина загадочных лунных вихрей может находиться под поверхностью Луны
Новое исследование рассмотрело странные «лунные завитки», наблюдаемые на Луне, и определило их возможную причину под поверхностью Луны. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research: Planets.
Когда человечество впервые разработало телескопы и начало изучать Луну более подробно, мы заметили некоторые странные особенности. Используя первые телескопы в 1600-х годах, астрономы смогли увидеть странные закрученные узоры на поверхности Луны. Гамма Рейнера, одна из самых известных и отличительных особенностей, была впервые замечена в эпоху Возрождения , но продолжала озадачивать ученых вплоть до космической эры, когда было обнаружено, что они соответствуют магнитным аномалиям в горных породах.
«Лунные завихрения — это загадочные особенности поверхности Луны, характеризующиеся яркими полосами в лунном грунте, которые намного ярче окружающего реголита», — поясняет НАСА. «Все лунные завихрения расположены там, где были обнаружены аномалии магнитного поля земной коры, но не все такие магнитные аномалии имеют завихряющиеся отметины, что делает лунные завихрения интригующей головоломкой, которую еще предстоит решить».
Ученые полагают, что завихрения могут быть вызваны намагниченными породами, отклоняющими или перенаправляющими частицы солнечного ветра, которые постоянно попадают на поверхность Луны. Со временем соседние породы темнеют под воздействием солнечного ветра, в то время как намагниченная порода сохраняет свой бледный вид.
Однако остается загадкой, как эти камни изначально стали намагниченными, учитывая, что сегодня у Луны нет магнитного поля. Ранее предполагалось, что роль могли сыграть ударные тела, богатые железом.
«Удары могут вызывать такие типы магнитных аномалий», — сказал Майкл Дж. Кравчински из Университета Вашингтона в Сент-Луисе. «Но есть некоторые завихрения, где мы просто не уверены, как удар мог создать такую форму и такой размер».
Альтернативная идея заключается в том, что магнитные аномалии были созданы лавой под поверхностью, медленно остывающей в магнитном поле. Это довольно сложно изучать без лунных пород.
«Земные породы очень легко намагничиваются, потому что в них часто содержатся крошечные частицы магнетита, который является магнитным минералом», — сказал Кравчински. «Многие земные исследования, которые были сосредоточены на вещах с магнетитом, неприменимы к Луне, где нет этого гипермагнитного минерала».
В новом исследовании команда из Университета Вашингтона в Сент-Луисе проверила, возможно ли это, используя природный земной мегакристалл ильменита в качестве аналога материала на поверхности Луны. Ильменит — титано-железный оксид, который в изобилии встречается на Луне — может реагировать с образованием металлического железа, и команда обнаружила, что минимальные пороги намагничивания, необходимые для формирования завихрений, могут быть сформированы посредством нагревания, если окружающее поле достаточно сильное.
«Меньшие зерна, с которыми мы работали, по-видимому, создавали более сильные магнитные поля, поскольку отношение площади поверхности к объему больше для меньших зерен по сравнению с более крупными зернами», — добавил соавтор исследования Юаньюань Лян. «При большей площади открытой поверхности меньшим зернам легче подвергаться реакции восстановления».
Хотя исследование и демонстрирует доказательства того, что завихрения могут быть созданы таким методом, для этого потребуются дополнительные подтверждения с учетом того, что мы видим на Луне.
«Если вы собираетесь создавать магнитные аномалии методами, которые мы описываем, то подземная магма должна иметь высокое содержание титана», — сказал Кравчински. «Мы видели намеки на эту реакцию, создающую металлическое железо, в лунных метеоритах и в лунных образцах с Аполлона. Но все эти образцы представляют собой поверхностные потоки лавы, и наше исследование показывает, что охлаждение под землей должно значительно усилить эти реакции образования металла».