لم يكن للقمر مجال مغناطيسي عالمي منذ مليارات السنين، لكن يبدو أن أحداً لم يخبر الصخور بذلك. لا تزال آثار المغناطيسية القديمة محبوسة داخل التربة القمرية، وقد وجد العلماء الآن شيئاً في العينات من مهمة تشانغ آه-6 يسمونه - ونقتبس هنا - "حفرية مغناطيسية صغيرة".

قام الباحثون بتحليل الحديد المعدني داخل الزجاج الناتج عن الاصطدام في تربة تشانغ آه-6 القمرية وحددوا لأول مرة في عينات قمرية طبيعية الحديد γ-Fe ذا البنية البلورية المكعبة المتمركزة على الأوجه. لمن يتابعون النقاط في المنزل، هذا بنية بلورية محددة للحديد لا توجد عادة إلا في درجات حرارة عالية، مما يجعل وجودها على سطح القمر متوقعاً تقريباً بقدر العثور على كرة ثلج في فرن.

قاد الدراسة البروفيسور هايفنغ دو من مختبر المجال المغناطيسي العالي في معاهد هيفي لعلوم الفيزياء (HFIPS) التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS). نُشرت النتائج في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS) في 16 سبتمبر.

قالت الدكتورة لونغ لي من HFIPS، وهي عضو في الفريق، وربما كانت تحمل قارورة صغيرة جداً من غبار قديم جداً: "قد تساعدنا هذه الحفرية المغناطيسية الصغيرة على فهم التاريخ المغناطيسي القديم للقمر بشكل أفضل".

لفحص العينات، استخدم الباحثون تحضير شعاع الأيونات المركّز، والمجهر الإلكتروني النافذ، والتحليل الكيميائي. كشفت هذه التقنيات عن جزيئات حديد نانوية عديدة مدمجة في جميع أنحاء المادة الزجاجية. أظهر الفحص الدقيق أن بعض الجزيئات تتكون من الحديد γ-Fe ذي البنية البلورية المكعبة المتمركزة على الأوجه. في الواقع، كان γ-Fe الشكل السائد للحديد في عينتي الزجاج الناتج عن الاصطدام اللتين دُرستا - وهو ما يعادل علمياً الظهور في حفلة بزي لم يتوقع أحد رؤيته.

في الظروف العادية، يكون γ-Fe مستقراً فقط في درجات حرارة عالية. وعندما تبرد المادة، تتحول عادة إلى شكل آخر يُعرف باسم α-Fe. لكن الباحثين وجدوا أدلة على أن الظروف غير العادية الناتجة عن الاصطدامات على القمر قد تسمح لـ γ-Fe بالبقاء على السطح القمري. واقترحوا عدة عوامل قد تساعد في تثبيت البنية، بما في ذلك كميات صغيرة من الكربون وعناصر أخرى، والتبريد السريع للمادة المنصهرة الناتجة أثناء الاصطدام، والحماية من المصفوفة الزجاجية المحيطة. بعبارة أخرى: اخترع القمر بالخطأ كبسولة زمنية مغناطيسية ثم نسي أمرها.

استخدم الفريق أيضاً التصوير الهولوغرافي الإلكتروني خارج المحور للتحقيق في السلوك المغناطيسي لجزيئات γ-Fe النانوية الفردية. وجدوا أن جزيئات γ-Fe الكبيرة نسبياً يمكن أن تشكل حالة مغناطيسية دوامية واحدة مستقرة وتحتفظ باستجابة مغناطيسية متسقة عند تعرضها لمجال مغناطيسي خارجي. تشير هذه الاستقرار إلى أن γ-Fe قد يعمل كمسجل غير معترف به سابقاً للمعلومات المغناطيسية في المواد القمرية، مما يحافظ على أدلة حول الظروف التي كانت موجودة خلال ماضي القمر.

يوسع الاكتشاف التنوع المعروف للمعادن المغناطيسية الموجودة في العينات القمرية. ولأن γ-Fe و α-Fe يتشكلان في ظروف مختلفة ويتصرفان مغناطيسياً بشكل مختلف، فقد يسجل كل منهما معلومات من مراحل منفصلة من أحداث الاصطدام القمرية. ستكون هناك حاجة لأبحاث مستقبلية لتحديد بالضبط مقدار ما يمكن أن تكشفه هذه المعادن عن المجال المغناطيسي القديم للقمر وكيف تطور هذا المجال بمرور الوقت - لأن القمر، كما هو الحال دائماً، لا يجعل هذا الأمر سهلاً.

المواد مقدمة من المقر الرئيسي للأكاديمية الصينية للعلوم. ملاحظة: قد يتم تحرير المحتوى من حيث الأسلوب والطول.