Mystiske månehvirvler peger på månernes vulkanske, magnetisk fortid

Mysteriet bag månens hvirvler, en af ​​solsystemets smukkeste optiske anomalier, kan endelig løses takket være en fælles undersøgelse af Rutgers University og University of California Berkeley.

Løsningen antyder dynamikken i månens gamle fortid som et sted med vulkansk aktivitet og et internt genereret magnetfelt. Det udfordrer også vores billede af månens eksisterende geologi.

Månens hvirvler ligner lyse, slangede skyer malet på månens mørke overflade. Den mest berømte, kaldet Reiner Gamma, er omkring 40 miles lang og populær blandt baggårdsastronomer. De fleste månehvirvler deler deres placeringer med kraftfulde, lokaliserede magnetfelter. De lyse og mørke mønstre kan opstå, når disse magnetiske felter afbøjer partikler fra solvinden og får nogle dele af månens overflade til at forvitre langsommere.

"Men årsagen til de magnetiske felter, og dermed af hvirvlerne selv, havde længe været et mysterium, " sagde Sonia Tikoo, medforfatter til undersøgelsen, der for nylig blev offentliggjort i Journal of Geophysical Research—Planets og en assisterende professor i Rutgers University-New Brunswick's Department of Earth and Planetary Sciences. "For at løse det, vi var nødt til at finde ud af, hvilken slags geologisk træk der kunne producere disse magnetiske felter - og hvorfor deres magnetisme er så kraftig."

Arbejde med det, der er kendt om månens indviklede geometri, og styrkerne af de magnetiske felter, der er forbundet med dem, forskerne udviklede matematiske modeller for de geologiske "magneter". De fandt ud af, at hver hvirvel skal stå over en magnetisk genstand, der er smal og begravet tæt på månens overflade.

Billedet stemmer overens med lavarør, lang, smalle strukturer dannet af flydende lava under vulkanudbrud; eller med lava diger, lodrette lag af magma injiceret i måneskorpen.

Men dette rejste et andet spørgsmål:Hvordan kunne lavarør og diger være så stærkt magnetiske? Svaret ligger i en reaktion, der kan være unik for månens miljø på tidspunktet for disse gamle udbrud, for over 3 milliarder år siden.

Tidligere eksperimenter har fundet ud af, at mange månesten bliver meget magnetiske, når de opvarmes til mere end 600 grader Celsius i et iltfrit miljø. Det skyldes, at visse mineraler nedbrydes ved høje temperaturer og frigiver metallisk jern. Hvis der tilfældigvis er et stærkt nok magnetfelt i nærheden, det nydannede jern vil blive magnetiseret langs det felts retning.

Dette sker normalt ikke på jorden, hvor fritsvævende ilt binder sig til jernet. Og det ville ikke ske i dag på månen, hvor der ikke er noget globalt magnetfelt til at magnetisere jernet.

Men i en undersøgelse offentliggjort sidste år, Tikoo fandt ud af, at månens ældgamle magnetfelt varede 1 milliard til 2,5 milliarder år længere, end man tidligere havde troet – måske samtidig med skabelsen af ​​lavarør eller diger, hvis høje jernindhold ville være blevet stærkt magnetisk, da de afkøledes.

"Ingen havde tænkt over denne reaktion i forhold til at forklare disse usædvanligt stærke magnetiske træk på månen. Dette var den sidste brik i puslespillet om at forstå den magnetisme, der ligger til grund for disse månehvirvler, " sagde Tikoo.

Det næste skridt ville være faktisk at besøge en månesvirvel og studere den direkte. Tikoo tjener i et udvalg, der foreslår en rovermission for at gøre netop det.