IT之家 5 月 26 日消息，眾所周知，月球沒有磁場。然而，阿波羅宇航員帶回的月球巖石樣本，以及在月球遠端被軌道探測器觀測到的巖石，卻出人意料地帶有磁性。這一現(xiàn)象多年來一直困擾著科學家們，但如今，美國麻省理工學院（MIT）的一項新研究終于給出了合理的解釋。

通過計算機模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種情況：在古代小行星撞擊，加上當時月球微弱的“磁場”的共同作用下，月球磁場短暫增強，時間剛好夠附近的巖石捕捉并記錄下其磁信號。

該研究的第一作者、麻省理工學院研究生艾薩克?納雷特（Isaac Narrett）表示：“盡管月球的磁性仍有很大一部分尚未得到解釋，但軌道探測器測量到的大部分強磁場都可以通過這一過程來解釋，尤其是在月球背面。”

據(jù)IT之家了解，這一謎團始于月球樣本和衛(wèi)星數(shù)據(jù)中顯示出的強烈磁性跡象，尤其是在月球背面。通常，行星（包括地球）或衛(wèi)星的磁性可以通過“發(fā)電機機制”來解釋，這是一種通過行星內部熔融且導電的物質運動產(chǎn)生全球性磁場的過程。然而，月球的核心較小且較冷，按理說無法產(chǎn)生足夠強大的磁場來解釋其部分巖石所表現(xiàn)出的磁性。

此前的理論嘗試通過假設外部磁場（如太陽磁場）在一次大型小行星撞擊事件中被放大來解釋這一異常現(xiàn)象。然而，2020 年研究人員對這一想法進行測試時，模擬結果顯示太陽磁場實在太弱，無法解釋巖石的磁性。

此次研究人員采用了一種不同的方法，他們假設月球曾經(jīng)擁有一個由內部“發(fā)電機”驅動的微弱磁場，強度可能僅為 1 微特，大約是地球磁場強度的五十分之一。接著，他們提出，如果像形成月球巨大隕石坑 —— “雨海盆地”的那次小行星撞擊事件，產(chǎn)生了足夠強大的高溫等離子體云，是否會短暫地增強這一微弱磁場？

借助麻省理工學院的 SuperCloud 計算平臺進行高級模擬，研究人員重現(xiàn)了上述場景。他們發(fā)現(xiàn)，這樣的撞擊會將月球表面物質蒸發(fā)，形成等離子體云，這些云團環(huán)繞月球并集中在月球的背面，也就是高度磁化的巖石被發(fā)現(xiàn)的地方。在那里，等離子體云會壓縮月球的微弱磁場，使其強度在短時間內得到提升。

然而，模擬顯示這種磁場增強只會持續(xù)大約 40 分鐘。那么，巖石是如何記錄下這種持久的磁性特征的呢？研究人員推測，撞擊還會向月球內部發(fā)送強大的地震波。當這些沖擊波在磁場達到峰值時撞擊巖石，推動了巖石中的電子，并幫助它們與臨時磁場對齊。隨著磁場逐漸減弱，電子保持在原位，從而鎖定了至今仍存在的磁性記憶。

“數(shù)十年來，月球磁性一直存在一個謎題 —— 它是來自撞擊還是來自‘發(fā)電機’？而我們的研究認為，兩者都有，這是一個可驗證的假設，這很好。”該研究作者之一、麻省理工學院等離子體物理學家羅娜?奧蘭（Rona Oran）說道。

這項研究不僅解開了一個月球謎團，還為研究其他天體上的磁性開辟了新的視角。例如，它表明即使沒有強大且持久的磁場，行星或衛(wèi)星仍可以通過微弱的“發(fā)電機”與巨大撞擊事件相結合，獲得高度磁化的區(qū)域。這一機制可能適用于其他行星，如火星或水星，它們目前沒有活躍的“發(fā)電機”，但顯示出斑駁的磁場。此外，通過這種方法，科學家或許能夠更多地了解天體的內部結構及其動蕩的過去。

不過，目前這項研究完全基于模擬。為了驗證他們的理論，研究作者需要從月球背面獲取實際的巖石樣本，而美國宇航局（NASA）即將開展的阿爾忒彌斯（Artemis）計劃或許能夠提供這樣的機會。

該研究已發(fā)表于《科學進展》雜志。