Kun kyse on planeettojen, kuukausien ja tähtien tutkimuksesta, magneettikentät ovat tavallaan iso juttu. Nämä kentät uskotaan olevan planeetan konvektion seuraus, ja nämä kentät voivat olla ero planeetan välillä, joka luo elämää tai josta tulee elämätön kalliopallo. Tiedemiehet ovat jo jonkin aikaa tienneet, että maapallon magneettikentässä on dynaaminen vaikutus, joka syntyy konvektion avulla sen nestemäisessä ytimessä.
Tutkijat ovat myös pitkään todenneet, että Kuulla oli kerran magneettikenttä, jota myös sydänsä sähkön konvektio viritti. Aikaisemmin uskottiin, että tämä kenttä hävisi suunnilleen miljardi vuotta Kuun muodostumisen jälkeen (noin 3 - 3,5 miljardia vuotta sitten). Mutta Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) uuden tutkimuksen mukaan näyttää siltä, että Kuun magneettikenttä jatkoi olemassaoloaan vielä miljardi vuotta.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Kahden miljardin vuoden historia kuun dynolle”, ilmestyi äskettäin lehdessä Tieteen kehitys. Rutgerin yliopiston apulaisprofessorin ja MIT: n entisen tutkijan tohtori Sonia Tikoo johdolla ryhmä analysoi NASAn keräämiä muinaisia kuunkiviä. Apollo 15 tehtävä. He löysivät sen, että kallio osoitti merkkejä magneettikentässä olemisesta, kun se muodostui 1–2,5 miljardia vuotta sitten.
Tämän kivinäytteen ikä tarkoittaa, että se on huomattavasti nuorempi kuin muut Apollon lähetysten palauttamat. Ryhmä tutki heidän kehittämänsä tekniikan avulla näytteen lasimaista koostumusta magnometrillä sen magneettisten ominaisuuksien määrittämiseksi. Sitten he näyttelivät laboratorion luomalle magneettikentälle ja muille olosuhteille, jotka olivat samanlaisia kuin kuussa, kun kallio olisi muodostunut.
Tämä tehtiin asettamalla kivet erikoissuunniteltuun happea tarvitsevaan uuniin, joka rakennettiin Clement Suavetin ja Timothy Groven avulla - kaksi MIT: n maan, ilmakehän ja planeettatieteiden laitoksen (EAPS) tutkijaa ja avustaja tutkimus. Tämän jälkeen joukkue paljasti kivet heikkoon, hapottomaan ympäristöön ja lämmitti ne äärimmäisiin lämpötiloihin.
Kuten EAPS: n planeettatieteiden professori Benjamin Weiss selitti:
”Näet kuinka magnetoituneena se saa kuumentuessaan siinä tunnetussa magneettikentässä, vertaa sitten sitä kenttää luonnolliseen magneettikenttään, jonka mittasit etukäteen, ja sen avulla voit selvittää, mikä oli muinaisen kentän voimakkuus… Tällä tavalla me lopulta ovat saaneet tarkan mittauskuukauden. "
Tämän perusteella he määrittivät, että kuukausikivi magnetoitui kentällä, jonka lujuus oli noin 5 mikrotolia. Se on monta kertaa heikompi kuin maan magneettikenttä pinnasta mitattuna (25 - 65 mikrotlasia) ja kaksi suuruusluokkaa heikompi kuin mitä se oli 3–4 miljardia vuotta sitten. Nämä havainnot olivat melko merkittäviä, koska ne voivat auttaa ratkaisemaan pysyvän mysteerin Kuusta.
Aikaisemmin tutkijat epäilivät, että Kuun magneettikenttä kuoli 1,5 miljardia vuotta Kuun muodostumisen jälkeen (noin 3 miljardia vuotta sitten). He olivat kuitenkin epävarmoja, tapahtuiko tämä prosessi nopeasti, tai jos Kuun magneettikenttä kestäi, mutta heikentyneessä tilassa. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että magneettikenttä viipyi tosiasiassa vielä miljardin vuoden ajan, häviäen noin 2,5 miljardia vuotta sitten.
Kuten Weiss totesi, tämä tutkimus herättää uusia kysymyksiä Kuun geologisesta historiasta:
”Konsepti nestemäisen metallin liikuttamisen tuottamasta planeettamagneettisesta kentästä on idea, joka on todella vain muutama vuosikymmen sitten. Mitä liikkeellä on voima maan päällä ja muissa elimissä, erityisesti kuussa, ei ymmärretä hyvin. Voimme selvittää tämän tietämällä kuundynon eliniän. "
Toisin sanoen, tämä uusi Kuun aikajana asettaa jonkin verran epäilyjä teoriaan, jonka mukaan yksinomaan kuundynomoottori on tehnyt sen magneettikentää aikaisemmin. Pohjimmiltaan sitä nähdään nyt erillisenä mahdollisuutena, että Kuun magneettikenttä sai voiman kahdesta mekanismista. Kun yksi sallii dinamon ytimessä, joka viritti magneettikentänsä runsaan miljardin vuoden ajan Kuun muodostumisen jälkeen, toinen jatkoi sen liikkumista myöhemmin.
Aikaisemmin tutkijat ovat ehdottaneet, että Kuun dynon voimanlähteenä oli maapallon painovoimaveto, joka olisi aiheuttanut vuoroveden taipumista Kuun sisätiloissa (suunnilleen samalla tavalla kuin Jupiterin ja Saturnuksen voimakas painovoima ajaa geologista aktiviteettia kuunsa sisätiloissa). Lisäksi Kuu kiertää kerran lähempänä maata, mikä saattoi olla riittävä voimaan sen kerran voimakkaamman magneettikentän.
Kuu kuitenkin siirtyi vähitellen maasta, saavuttaen lopulta nykyisen kiertoradallaan noin 3 miljardia vuotta sitten. Tämä tapahtuu samaan aikaan Kuun magneettikentän aikajanan kanssa, joka alkoi hajota suunnilleen samaan aikaan. Tämä voisi tarkoittaa, että noin 3 miljardia vuotta sitten, ilman maapallon painovoimaa, ydin jäähtyi hitaasti. Miljardia vuotta myöhemmin ydin oli jähmettynyt siihen pisteeseen, että se pidätti Kuun magneettikentän. Kuten Weiss selitti:
”Kuun jäähtyessä sen ydin toimii kuin laavalamppu - pienitiheysasut nousevat, koska ne ovat kuumia tai koska sen koostumus on erilainen kuin ympäröivän nesteen. Näin luulemme, että maapallon dünamo toimii, ja juuri sen ehdotamme, että myös myöhäinen kuundünamo toimi ... Tänään kuun kenttä on pohjimmiltaan nolla. Ja tiedämme nyt, että se sammusi jossain tämän kallion muodostumisen ja tämän päivän välillä. ”
Nämä havainnot tehtiin mahdolliseksi osittain nuorempien kuukausikivien saatavuuden ansiosta. Tulevaisuudessa tutkijat suunnittelevat vielä nuorempien näytteiden analysointia, jotta voidaan tarkkaan määrittää, missä Kuun dynamiikka kuoli kokonaan. Tämä ei vain tarkoita tämän tutkimuksen tulosten validointia, vaan se voi johtaa myös kattavampiin Kuun geologisen historian aikajanaihin.
Näiden ja muiden tutkimusten tulokset, jotka pyrkivät ymmärtämään kuinka Kuu muodostui ja muuttui ajan myötä, vievät myös pitkän matkan kohti ymmärryksen parantamista siitä, kuinka Maa, aurinkokunta ja aurinkojärjestelmät tulivat.
