A bolygók, holdak és csillagok tanulmányozásakor a mágneses mezők nagyon nagy dolgok. Úgy gondolják, hogy ezek egy bolygó konvekciójának eredményei, ezek a mezők lehetnek a különbség egy bolygó között, amely életre kel, vagy élettelen sziklagömbré válik. A tudósok egy ideje tudták, hogy van egy Föld mágneses mezője, amelyet a folyadék külső magjában a konvekció által létrehozott dinamikus hatás hajt meg.
A tudósok azt is régóta állítják, hogy a Holdnak egyszer volt egy mágneses tere, amelyet szintén a konvekció táplált a magjában. Korábban azt hitték, hogy ez a mező nagyjából 1 milliárd évvel eltűnt a Hold kialakulása után (kb. 3–3,5 milliárd évvel ezelőtt). A Massachusetts Institute of Technology (MIT) új tanulmánya szerint azonban úgy tűnik, hogy a Hold mágneses tere további milliárd évig fennmaradt.
A „Két milliárd éves Hold-dinamó története” című tanulmány nemrég jelent meg a folyóiratban Tudományos előrehaladás. Dr. Sonia Tikoo, a Rutger Egyetem asszisztens professzora és az MIT korábbi kutatója vezetésével a csoport a NASA által összegyűjtött ősi holdkőket elemezte. Apollo 15 küldetés. Azt találták, hogy a szikla jeleket mutatott a mágneses mezőben lévő lényről, amikor 1 és 2,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki.
A sziklaminta kora azt jelenti, hogy szignifikánsan fiatalabb, mint mások, akiket az Apollo missziók visszatértek. Az általuk kifejlesztett technikával a csoport magnométerrel megvizsgálta a minta üveges összetételét annak mágneses tulajdonságainak meghatározása céljából. Ezután kitették a mintát egy laboratóriumi által generált mágneses mezőnek és más olyan feltételeknek, amelyek hasonlóak voltak azoknál, amelyek a Holdon voltak, amikor a szikla kialakulna.
Ezt úgy végezték, hogy a kőzeteket egy speciálisan kialakított, oxigén nélkül maradt kemencébe helyezték, amelyet Clement Suavet és Timothy Grove segítségével építettek - két kutató az MIT Föld-, légkör- és bolygótudományi tanszékéről (EAPS) és társszerzőinek a tanulmány. Ezután a csapat a sziklákat egy érzékeny, oxigénmentes környezetnek tette ki, és szélsőséges hőmérsékleten hevítette.
Ahogy Benjamin Weiss - az EAPS bolygótudományi professzora - elmagyarázta:
„Láthatja, milyen mágnesesé válik, ha felmelegszik abban az ismert mágneses mezőben, majd összehasonlítja azt a mezőt a korábban mért természetes mágneses mezővel, és ebből kitalálhatja, mi volt az ősi mező erőssége… Ilyen módon végül pontosan meghatározták a Hold mezőt. ”
Ez alapján meghatározták, hogy a holdi kőzet körülbelül 5 mikrotól erősségű mezőben mágnesezetté válik. Ez sokszor gyengébb, mint a Föld mágneses tere, ha a felszíntől mérjük (25–65 mikrotól), és két nagyságrenddel gyengébb, mint ami 3-4 milliárd évvel ezelőtt volt. Ezek a megállapítások meglehetősen jelentősek voltak, mivel segíthetnek megoldani a Holdra vonatkozó tartós rejtélyt.
Korábban a tudósok azt gyanították, hogy a Hold mágneses tere 1,5 milliárd évvel elpusztult a Hold kialakulása után (kb. 3 milliárd évvel ezelőtt). Biztosak voltak azonban abban, hogy ez a folyamat gyorsan megtörténik-e, vagy ha a Hold mágneses tere elmarad-e, de gyengült állapotban. A tanulmány eredményei azt mutatják, hogy a mágneses mező valójában további milliárd évig megmaradt, körülbelül 2,5 milliárd évvel ezelőtt eloszlva.
Mint Weiss jelezte, ez a tanulmány új kérdéseket vet fel a Hold geológiai története kapcsán:
„A folyékony fém mozgatásával előállított bolygó mágneses mező koncepciója valójában csak néhány évtized régi. Nem tudjuk pontosan, hogy mi mozgatja ezt a mozgást a Földön és más testekön, különösen a Holdon. Ezt kitalálhatjuk, ha megismerjük a holddinamó élettartamát. ”
Más szavakkal, a Hold ezen új ütemterve bizonyos kérdéseket vet fel arra az elméletre, miszerint a mágneses mezőt a múltban csak a holddinamó hajtotta végre. Alapvetően most egyértelmű lehetőségnek tekintik, hogy a Hold mágneses mezőjét két mechanizmus táplálja. Míg az egyik lehetővé tette a dinamóban a magban, amely a hold kialakulását követõen jó milliárd évig mûködtette a mágneses mezõjét, a másik ezt követõen folytatta.
A múltban a tudósok azt sugallták, hogy a Hold dinamóját a Föld gravitációs húzása hajtja, ami árapály-hajlítást okozott a Hold belsejében (ugyanúgy, mint a Jupiter és a Szaturnusz erőteljes gravitációja a holdak belső tereiben a geológiai aktivitást). Ezen túlmenően, a Hold egyszer sokkal közelebb körbe körbejárta a Földet, amely elegendő lehet az egykor erősebb mágneses mező táplálásához.
A Hold azonban fokozatosan elmozdult a Földtől, végül kb. 3 milliárd évvel ezelőtt elérte jelenlegi pályáját. Ez egybeesik a Hold mágneses mezőjének idővonalával, amely körülbelül ugyanabban az időben kezdett eloszlani. Ez azt jelentené, hogy körülbelül 3 milliárd évvel ezelőtt a Föld gravitációs vonzása nélkül a mag lassan lehűlt. Egy milliárd évvel később a mag megszilárdult annyira, hogy megállította a Hold mágneses mezőjét. Ahogy Weiss kifejtette:
Ahogy a hold lehűt, magja úgy viselkedik, mint egy láva-lámpa - az alacsony sűrűségű cuccok felmelegsznek, mert forró vagy mert összetétele eltér a környező folyadék összetételétől. Így gondoljuk, hogy a Föld dinamója működik, és erre utalunk, hogy a késői holddinamó is működött ... Ma a hold tereje alapvetően nulla. És most tudjuk, hogy valahol kikapcsolódott e kőzet kialakulása és a mai nap között. ”
Ezeket a megállapításokat részben a fiatalabb holdi kőzeteknek köszönhetően tették lehetővé. A jövőben a kutatók még fiatalabb minták elemzését tervezik annak érdekében, hogy pontosan meghatározzák, hol hol teljes a holland dinamó. Ez nemcsak a tanulmány megállapításainak validálására szolgál, hanem vezethet a Hold geológiai története átfogóbb idősorához is.
Ezen és más tanulmányok eredményei, amelyek megértik, hogyan alakult és változott a Hold az idő múlásával, szintén nagy előrelépést jelentenek a Föld, a Naprendszer és a Napen kívüli rendszerek kialakulásának megértésében.
