La Luna non ha un campo magnetico globale da miliardi di anni, ma a quanto pare nessuno lo ha detto alle rocce. Tracce di magnetismo antico restano intrappolate nel suolo lunare, e gli scienziati hanno ora trovato qualcosa nei campioni di Chang'e-6 che chiamano - e qui citiamo testualmente - un "piccolo fossile magnetico".

I ricercatori che analizzano il ferro metallico all'interno del vetro da impatto nel suolo lunare di Chang'e-6 hanno identificato per la prima volta in campioni lunari naturali il γ-Fe cubico a facce centrate. Per chi tiene il punteggio a casa, si tratta di una specifica struttura cristallina del ferro che normalmente esiste solo ad alte temperature, il che rende la sua presenza sulla superficie lunare più o meno prevedibile quanto trovare una palla di neve in una fornace.

Lo studio è stato guidato dal Prof. Haifeng Du del Laboratorio dei Campi Magnetici Intensi presso gli Istituti di Scienze Fisiche di Hefei (HFIPS) dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS). I risultati sono stati pubblicati sui Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) il 16 settembre.

"Questo piccolo fossile magnetico potrebbe aiutarci a comprendere meglio l'antica storia magnetica della Luna", ha dichiarato il Dr. Long Li dell'HFIPS, membro del team, presumibilmente mentre teneva in mano una fialetta molto piccola di polvere molto vecchia.

Per esaminare i campioni, i ricercatori hanno utilizzato la preparazione con fascio ionico focalizzato, la microscopia elettronica a trasmissione e l'analisi chimica. Queste tecniche hanno rivelato numerose particelle di ferro su scala nanometrica incorporate nel materiale vetroso. Un esame più attento ha mostrato che alcune particelle consistevano in γ-Fe cubico a facce centrate. In effetti, il γ-Fe era la forma dominante di ferro nei due campioni di vetro da impatto studiati - che è l'equivalente scientifico di presentarsi a una festa con un abito che nessuno si aspettava di vedere.

In condizioni normali, il γ-Fe è stabile solo ad alte temperature. Quando il materiale si raffredda, tipicamente si trasforma in un'altra forma nota come α-Fe. Ma i ricercatori hanno trovato prove che le condizioni insolite prodotte dagli impatti sulla Luna potrebbero permettere al γ-Fe di sopravvivere sulla superficie lunare. Hanno proposto diversi fattori che potrebbero contribuire a stabilizzare la struttura, tra cui piccole quantità di carbonio e altri elementi, il rapido raffreddamento del materiale fuso creato durante un impatto e la protezione dalla matrice vetrosa circostante. In altre parole: la Luna ha accidentalmente inventato una capsula del tempo magnetica e poi se ne è dimenticata.

Il team ha anche utilizzato l'olografia elettronica fuori asse per indagare il comportamento magnetico delle singole nanoparticelle di γ-Fe. Hanno scoperto che particelle di γ-Fe relativamente grandi potevano formare uno stato magnetico stabile a singolo vortice e mantenere una risposta magnetica coerente quando esposte a un campo magnetico esterno. Questa stabilità suggerisce che il γ-Fe potrebbe agire come un registratore precedentemente non riconosciuto di informazioni magnetiche nel materiale lunare, preservando indizi sulle condizioni esistenti durante il passato della Luna.

La scoperta amplia la varietà nota di minerali magnetici trovati nei campioni lunari. Poiché il γ-Fe e l'α-Fe si formano in condizioni diverse e si comportano magneticamente in modo diverso, ciascuno potrebbe potenzialmente registrare informazioni da fasi separate degli eventi di impatto lunare. Saranno necessarie future ricerche per determinare esattamente quanto questi minerali possano rivelare sull'antico campo magnetico della Luna e su come quel campo si sia evoluto nel tempo - perché la Luna, come sempre, non rende tutto facile.

Materiali forniti dalla sede centrale dell'Accademia Cinese delle Scienze. Nota: il contenuto può essere modificato per stile e lunghezza.