• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26 мая, 07:55
Игорь Байдов
1 465

Физики нашли возможное объяснение магнитным аномалиям на Луне

❋ 5.4

Предполагается, что в прошлом у Луны могло существовать слабое магнитное поле. Однако оно давно исчезло, но его следы продолжают находить в лунных породах. Например, в камнях, доставленных космонавтами миссии «Аполлон», ученые обнаружили так называемую остаточную намагниченность. Главный вопрос, над которым исследователи ломают голову не одно десятилетие: почему эти аномалии наблюдаются до сих пор, хотя по идее этого происходить не должно? К ответу приблизилась команда ученых из США.

Море дождей
На снимках, сделанных с Земли с помощью телескопа Sky-Watcher BK DOB8, запечатлено Море Дождей. Авторы исследования предполагают, что импактного события, наподобие того, которое привело к образованию Моря Дождей, могло временно усилить магнитное поле и стать причиной остаточной намагниченности лунных пород / © Wikimedia

Астрономы предполагали, что в далеком прошлом Луна обладала магнитным полем. Образцы, доставленные космонавтами миссий «Аполлон» в 1960-70-х годах, а также глобальные измерения нашего спутника, выполненные дистанционно с помощью космических аппаратов, подтвердили эту гипотезу и показали присутствие остаточной намагниченности в лунных породах.

В большинстве случаев магнитные поля планет и их спутников объясняют внутренним самовозбуждающимся динамо-механизмом, при котором оно генерируется за счет движения металлов в расплавленном ядре, способных проводить электрический ток.

Земля генерирует магнитное поле посредством внутреннего динамо. Считается, что и Луна могла когда-то делать то же самое. Однако металлическое ядро нашего спутника значительно меньше, а значит магнитное поле там, вероятно, было слабее. В таком случае, полагают ученые, остаточная намагниченность лунных пород не наблюдалась бы, но она есть.

Одна из гипотез, объясняющая эти магнитные аномалии, предполагает, что они случились за счет усиления слабого магнитное поля, которое произошло после гигантского удара. По мнению ряда ученых, в результате импактного события могло образоваться облако плазмы, что в свою очередь привело к усилению. Плазма — ионизированный газ, в котором есть заряженные частицы (электроны и ионы), движение этих частиц и может вызвать такой эффект.

В 2020 году американские физики Рона Оран (Rona Oran) и Бенджамин Вайс (Benjamin Weiss) из Массачусетского технологического института проверили гипотезу на компьютере. Ученые смоделировали гигантский удар по Луне и одновременно учли генерируемое Солнцем магнитное поле, рассредоточенное в межпланетном пространстве. Поскольку естественный спутник в настоящий момент не имеет собственного магнитного поля, для эксперимента исследователи взяли внешний источник.

Магнитное поле, генерируемое Солнцем, достигает Луны, но оно слабое — особенно на таком удалении. Оран и Вайс хотели понять, может ли облако плазмы, образованное от падения астероида, временно усилить это поле, чтобы с его помощью можно было объяснить остаточную намагниченность пород. Оказалось, что даже самый мощный удар и образовавшаяся плазма исключают такую возможность. Гипотеза оказалась не рабочей.

В своем новом исследовании Оран и Вайс пошли другим путем. Физики взяли за основу древнее магнитное поле Луны, когда-то создаваемое внутренним динамо-механизмом. Учитывая размер лунного ядра, ученые подсчитали, что сила такого поля должна была составлять почти один микротесла, что приблизительно в 50 раз слабее, чем сила магнитного поля Земли.

Исследователи смоделировали сценарий, при котором происходит мощный удар по лунной поверхности, наподобие того, который привел к образованию Моря Дождей на видимой стороне. Это привело бы к образованию огромного облака плазмы, поскольку испарилась бы часть лунной поверхности. Затем физики смоделировали, как образовавшаяся плазма будет взаимодействовать со слабым магнитным полем Луны.

Море дождей
Расположение Моря Дождей на Луне — одно из крупнейших «морей» на видимой стороне нашего спутника. На самом деле это не море с водой, а обширная темная равнина, которая образовалась в результате затопления лавой большого ударного кратера, сформировавшегося в результате падения крупного метеорита или ядра кометы примерно 3,85 миллиарда лет назад / © Wikimedia

Моделирование показало, что при ударе облако плазмы расширилось бы, обогнуло Луну и сконцентрировалось на противоположной стороне от места падения метеорита — в районе южного полюса, где сегодня зачастую фиксируются магнитные аномалии. Там плазма сжалась бы и на короткое время усилила слабое магнитное поле Луны. Весь этот процесс протекал невероятно быстро — длился всего 40 минут, но этого достаточно, чтобы породы сохранили «‎магнитный отпечаток».

Физики полагают, что удар также вызвал мощную сейсмическую волну, которая прошла через Луну и достигла противоположной стороны, «‎встряхнув» породы в зоне усиленного магнитного поля. Это временно нарушило ориентацию электронов в кристаллах пород. Когда электроны вернулись в стабильное состояние, они зафиксировались в направлении усиленного магнитного поля, следы которого и сохранили.

Иными словами, по мнению американских физиков, причиной остаточной намагниченности стало сочетание временного усиления магнитного поля и сейсмического воздействия.

магнитное поле луны
Сценарий усиления магнитного поля Луны за счет импактного события, наподобие того, которое привело к образованию Моря Дождей. Ученые смоделировали, как расширяется плазма и взаимодействует с магнитным полем. A, D, G: плотность плазмы, белые стрелки — потоки газа. Видно, как «облако» плазмы уносится от места удара; B, E, H: cила магнитного поля. Черные стрелки — направление поля. После удара поле сжимается плазмой, как если бы вы сдавили пружину. На противоположной стороне Луны поле усиливается до 43—50 микротесла; C, F, I: упрощенная схема. Оранжевое облако — плазма, черные линии — магнитное поле. Плазма «толкает» линии поля к противоположной стороне, они сжимаются и усиливаются, как пружины в тисках / © Rona Oran, Benjamin Weiss

Отметим, что работа исследователей основана только на моделировании, а не на анализе реальных образцов пород. То есть исследование построено на логической и математической цепочке событий, а не на физических доказательствах, поэтому к нему стоит относиться с осторожностью.

Симуляция опирается на множество допущений, которые в реальной жизни не подтверждены. Это касается и облака плазмы, которое бы «‎обогнуло Луну», и направления сейсмических волн, якобы возникших после падения астероида.

Подтвердить или опровергнуть гипотезу можно только после тщательного изучения пород в аномальных зонах.

Например, такие исследования могли бы провести участники миссии NASA «Артемида», высадка которой планируется в районе южного полюса.

Ранее Naked Science писал о мультиимпактной гипотезе образования Луны Николая Горькавого. По ней около 90 процентов лунных пород — выбитые обломки земных пород, то есть они сформировались при магнитном поле по силе равном земному, что и наблюдают в некоторых образцах лунного грунта, доставленных на Землю «‎Аполлонами». В таком сценарии следы сильного древнего магнитного поля в лунных породах объясняются сами собой, без привлечения дополнительных предположений о плазменном усилении.

Выводы Оран и Вайса опубликованы в журнале Science Advances.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор публикует материалы по астрономии, археологии и палеонтологии. В текстах освещает современные открытия, теории и ключевые находки, представляя актуальные данные в научно-популярном формате.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
25 августа, 13:36
Юлия Трепалина

Группа ученых из Индии с помощью дронов впервые задокументировала полный цикл брачного поведения горбатых дельфинов вида Sousa plumbea. Исследователи полагают, что наблюдения помогут в сохранении этих животных, обитающих в прибрежных водах Индийского океана и страдающих от деятельности человека.

25 августа, 15:11
Денис Яковлев

Врачи очень часто говорят о том, что необходимо как можно скорее похудеть, отказаться от алкоголя или изменить рацион, чтобы снизить уровень холестерина. Но рекомендации, которые действительно помогают сохранить здоровье, могут навредить уже больному человеку, показывают некоторые исследования.

25 августа, 22:21
Мария Азарова

Основатель компании SpaceX Илон Маск подтвердил, что Starship готов к десятому испытательному запуску. Он должен состояться 26 августа, в 02:30 по московскому времени.

22 августа, 10:48
ПНИПУ

К 2025 году около 30 стран приняли программы по развитию водородной энергетики, а совокупный объем инвестиций в эту область превысил 150 миллиардов долларов. Эксперты полагают, что замена дизельных авто на водородные снизит выбросы на 80-90%, а водородные самолеты способны уменьшить углеродный след на 50-75%. Но при использовании водорода в двигателях внутреннего или внешнего сгорания, происходит взаимодействие с металлом, что наиболее опасно при высоких температурах. Это может вызвать их разрушение, в результате чего возникает риск пожара или взрыва с тяжелыми последствиями для пассажиров. Ученые Пермского Политеха впервые выяснили, как водород влияет на металлы в условиях экстремальных температур (800 градусов и выше), в которых работают двигатели самолетов и машин. Это продвинет авиационную, машиностроительную и нефтегазовую отрасли в безопасном использовании водорода в качестве источника энергии.

25 августа, 13:36
Юлия Трепалина

Группа ученых из Индии с помощью дронов впервые задокументировала полный цикл брачного поведения горбатых дельфинов вида Sousa plumbea. Исследователи полагают, что наблюдения помогут в сохранении этих животных, обитающих в прибрежных водах Индийского океана и страдающих от деятельности человека.

22 августа, 14:45
Игорь Байдов

Ученые обнаружили косвенные доказательства существования мира размером с Землю за орбитой Нептуна. Эта гипотетическая планета отличается от предполагаемой Девятой планеты не только размером, но и гравитационным влиянием на другие объекты.

6 августа, 20:59
Татьяна Пичугина

Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.

30 июля, 08:08
Редакция Naked Science

Возраст находок — около 5500 лет, они лежат во множестве круглых ям, чьи стены укреплены кирпичом. Среди обнаруженных орудий из кремня есть и сотни неиспользованных, которые могут быть ритуальным подношением богам.

31 июля, 08:28
Полина Меньшова

Гостингом (от английского «призрак») называют ситуацию, когда человек прекращает общение или отношения, «пропадая с радаров» без объяснения причин. Исследователи из США сымитировали такое поведение, а затем проанализировали реакцию людей на него.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно