В лунному грунті Chang’e‑6 виявлено рідкісний магнітний ферит γ‑Fe
- В місячному склі Chang’e‑6 вперше знайдено γ‑Fe
- γ‑Fe стабілізований ударними умовами
- Частинки зберігають магнітний сигнал
- Відкриття розширює розуміння давньої місячної магнетизації
Місяць давно втратив глобальне магнітне поле, однак у його гірських породах і ґрунті зберігаються сліди давньої магнетизації. Ці магнітні мінерали дозволяють вченим відновлювати зміни місячного магнітного оточення за мільярди років.
У нещодавньому дослідженні, очолюваному професором Хайфенем Ду з Високопольної магнітної лабораторії Інститутів фізичної науки Хефей (HFIPS) Академії наук Китаю, у зразках імпакт-скла, отриманих місією Chang’e‑6, було виявлено металеве залізо у вигляді кубічної гранецентричної фази γ‑Fe. Це перше підтвердження наявності γ‑Fe в природних місячних зразках.
Результати роботи опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 16 вересня. За словами доктора Лонга Лі, учасника проєкту, знайдений «мікроскопічний магнітний фоссиль» може допомогти краще зрозуміти давню магнітну історію Місяця.
Для аналізу вчені застосували підготовку зразків за допомогою фокусованого іонного променя, трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ) та хімічного аналізу. Ці методи виявили численні наночастинки заліза, рівномірно розподілені по скляній матриці імпакт-скла.
Особливу увагу привернула домінуюча в двох досліджених зразках фаза γ-Fe. При звичайних умовах γ-Fe стабільний лише при високих температурах і при охолодженні переходить у більш звичну α-Fe. Однак екстремальні умови, що створюються ударними процесами на Місяці, дозволяють γ-Fe зберігатися у вигляді наночастинок.
Дослідники припустили, що стабілізація γ‑Fe досягається за рахунок невеликих домішок вуглецю та інших елементів, швидкого охолодження розплавленого матеріалу під час удару та захисту від зовнішніх впливів скляною матрицею.
Для вивчення магнітних властивостей окремих наночастинок була використана оф‑аксис електронна голографія. Виявилося, що відносно великі частинки γ‑Fe здатні формувати стабільний одновитковий магнітний стан і зберігають однорідний відгук на зовнішнє магнітне поле.
Такий рівень стабільності вказує на можливість використання γ‑Fe в якості раніше не врахованого «записувача» магнітних умов, фіксуючи відомості про магнітні поля, що існували в момент формування імпакт‑скла. На відміну від α‑Fe, що утворюється при нижчих температурах, γ‑Fe може відображати окремі стадії ударних подій.
Перспективи подальших досліджень
Вченим належить оцінити, наскільки обширною може бути інформація, зафіксована в γ‑Fe та α‑Fe, і як ці дані допоможуть реконструювати еволюцію давнього магнітного поля Місяця. Очікується, що подальші експерименти розширять уявлення про магнітні процеси в ранній історії супутника Землі.
Джерело: ScienceDaily
