A Lua já não gera um campo magnético global, mas vestígios do seu antigo magnetismo estão presos nas rochas e no solo lunar. Ao estudar os minerais magnéticos preservados nestes materiais, os cientistas podem reconstruir como o ambiente magnético da Lua mudou ao longo do tempo.
Pesquisadores que analisaram ferro metálico dentro de vidros de impacto do solo lunar Chang’e-6 identificaram agora γ-Fe cúbico de face centrada pela primeira vez em amostras lunares naturais.
O estudo foi liderado pelo professor Haifeng Du, do Laboratório de Alto Campo Magnético do Instituto Hefei de Ciências Físicas (HFIPS) da Academia Chinesa de Ciências (CAS). As descobertas foram publicadas em Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS) Em 16 de setembro.
“Este minúsculo fóssil magnético pode ajudar-nos a compreender melhor a antiga história magnética da Lua”, disse o membro da equipa, Dr. Long Li, do HFIPS.
Uma rara fase de ferro escondida no vidro lunar
Para examinar as amostras, os pesquisadores usaram preparação de feixe de íons focado, microscopia eletrônica de transmissão e análise química. Essas técnicas revelaram numerosas partículas de ferro em nanoescala incorporadas no material semelhante ao vidro.
Um exame mais detalhado revelou que algumas das partículas continham γ-Fe cúbico de face centrada. Na verdade, o γ-Fe foi a forma predominante de ferro nas duas amostras de vidro de impacto estudadas.
Sob condições normais, o γ-Fe é estável apenas em altas temperaturas. À medida que o material esfria, ele normalmente muda para outra forma chamada α-Fe. Os pesquisadores encontraram evidências de que condições incomuns criadas por impactos na Lua podem permitir que o γ-Fe sobreviva na superfície lunar.
Eles propuseram que vários fatores poderiam ajudar a estabilizar a estrutura, incluindo pequenas quantidades de carbono e outros elementos, rápido resfriamento do material fundido formado durante o impacto e proteção da matriz vítrea circundante.
Pequenas partículas que podem preservar o magnetismo
A equipe também usou holografia eletrônica fora do eixo para investigar o comportamento magnético de nanopartículas individuais de γ-Fe.
Eles descobriram que partículas de γ-Fe relativamente grandes podem formar um estado magnético estável de vórtice único. As partículas mantiveram uma resposta magnética consistente mesmo quando expostas a um campo magnético externo.
Essa estabilidade sugere que o γ-Fe pode atuar como um gravador de informação magnética anteriormente não reconhecido no material lunar, preservando pistas sobre as condições que existiram durante o passado da Lua.
Uma nova janela para o passado magnético da Lua
A descoberta expande a diversidade conhecida de minerais magnéticos encontrados em amostras lunares. Como o γ-Fe e o α-Fe se formam sob condições diferentes e se comportam magneticamente de maneira diferente, cada um poderia potencialmente registrar informações de diferentes fases dos eventos de impacto lunar.
Serão necessárias pesquisas futuras para determinar o quanto estes minerais podem dizer sobre o antigo campo magnético da Lua e como esse campo evoluiu ao longo do tempo.
