مطالعهای تازه نشان میدهد که یک رویداد فاجعهبار و ناگهانی – که در کمتر از یک ساعت رخ داده – ممکن است اثر پایداری از خود بهجا گذاشته باشد.
تیمی به سرپرستی پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) به این نتیجه رسیدهاند که یک برخورد عظیم ممکن است حجم زیادی از پلاسمای داغ ایجاد کرده باشد که میدان مغناطیسی ضعیف و باستانی ماه را بهطور موقت تقویت کرده است.
بهگفتهی «آیزاک نَرِت»، دانشمند سیارات در MIT و نویسنده اصلی مقاله، این نظریه میتواند وجود سنگهایی با خاصیت مغناطیسی بالا را در نزدیکی قطب جنوبِ سمت پنهان ماه توضیح دهد.
او میگوید:
«بخشهای زیادی از مغناطیس ماه هنوز ناشناختهاند، اما بیشتر میدانهای مغناطیسی قوی که فضاپیماهای مدارگرد اندازهگیری کردهاند، میتوانند با این فرآیند توضیح داده شوند – بهویژه در سمت پنهان ماه.»
در سال ۱۳۷۳، فضاپیمای شوروی “Luna ۱” نخستین اندازهگیریهای مغناطیسی از ماه را انجام داد و دریافت که بر خلاف زمین، ماه میدان مغناطیسی درونی قدرتمندی ندارد.
مطالعات بعدی نشان دادند که ماه میدانهای مغناطیسی ضعیفی دارد که بیشتر به پوستهی ماه محدود هستند و احتمالاً از برهمکنش با ذرات باردار خورشیدی ایجاد شدهاند.
با این حال، بررسی نمونههایی که توسط فضانوردان مأموریتهای آپولو به زمین آورده شدند، نشان داد که برخی سنگها در میدانهای مغناطیسی بسیار قویتری شکل گرفتهاند.
این موضوع منجر به شکلگیری این دیدگاه شد که ماه در گذشته میدان مغناطیسی درونی داشته، هرچند امروزه چنین میدانی ندارد.
در مطالعهای پیشین، دانشمندان سیارات در MIT شبیهسازی کرده بودند که چگونه یک برخورد عظیم میتواند میدان مغناطیسی ضعیف تولیدشده توسط خورشید را در سطح ماه تقویت کند؛ اما نتایج آن پژوهش نشان داد که این تقویت به اندازهای نبود که بتواند مغناطیس شدید برخی سنگهای سطح ماه را توضیح دهد.
در مطالعه جدید، نَرِت و همکارانش رویکردی متفاوت را در پیش گرفتند:
آنها فرض کردند که ماه زمانی یک دینامو داشته است که میدان مغناطیسی ضعیفی تولید میکرده. با توجه به اندازه هسته ماه، آنها تخمین زدند که این میدان حدود یکپنجاهم میدان مغناطیسی فعلی زمین بوده است.
(هرنان کانیِلاس / بنجامین وایس / MIT)
سپس آنها برخوردی عظیم و ابری از پلاسمای حاصل از بخار شدن مواد سطح ماه را شبیهسازی کردند. آنها همچنین بررسی کردند که این پلاسمای داغ چگونه میتوانسته با میدان مغناطیسی اولیه ماه برهمکنش کند.
تمام این فرآیند بسیار سریع بوده و حدود ۴۰ دقیقه طول کشیده – از زمانی که میدان تقویت شده تا زمانی که دوباره به حالت اولیه بازگشته است.
این نظریه با واقعیت جغرافیایی ماه نیز سازگار است: یکی از بزرگترین حوضههای برخوردی ماه بهنام دریای بارانها (Mare Imbrium) دقیقاً در سوی مقابل منطقه جنوبی سمت پنهان ماه قرار دارد.
براساس شبیهسازیها، برخوردی که Mare Imbrium را ایجاد کرده، احتمالاً موج فشاری شدیدی را از میان ماه عبور داده که دقیقاً در سمت مقابل متمرکز شده است.
پژوهشگران حدس میزنند که این موج ضربهای با ابر پلاسما همزمان شده و موجب تقویت میدان مغناطیسی در آن نقطه شده است.
سنگها میتوانند جهتگیری میدانهای مغناطیسی هنگام شکلگیری خود را ثبت کنند، چرا که آرایش الکترونهای درونشان میتواند جهتگیری میدان را بازتاب دهد.
در این حالت، امواج ضربهای ممکن است بهطور موقت آرایش الکترونهای سنگها را در محل تمرکز موج بر هم زده باشند و هنگام بازگشت الکترونها به حالت پایدار، میدان مغناطیسی قویِ موقتی را “ضبط” کرده باشند.
بنجامین وایس، از نویسندگان مقاله و دانشمند سیارات در MIT، میگوید:
«انگار یک دسته ۵۲تایی از کارتها را در میدان مغناطیسی به هوا پرتاب کنید و هر کارت، یک سوزن قطبنما داشته باشد. وقتی کارتها روی زمین میافتند، با جهتگیری جدیدی فرود میآیند – این همان فرآیند مغناطیسی شدن است.»
به گفته پژوهشگران، یافتههای آنها عملاً به بحث دیرینه میان دو دیدگاه رقیب پایان داده است: اینکه میدان مغناطیسی ماه صرفاً نتیجه دینامو بوده یا حاصل یک برخورد عظیم.
نتایج جدید نشان میدهند که ترکیبی از هر دو – یعنی دیناموی ضعیف اولیه همراه با یک برخورد پرقدرت و موج ضربهای حاصل از آن – میتواند مسئول خاصیت مغناطیسی بالای برخی سنگهای ماه باشد، بهویژه در سمت پنهان.
این نظریه در سالهای آینده میتواند با سفر فضانوردان به قطب جنوب ماه و جمعآوری نمونههای سنگ، در قالب برنامه آرتمیس ناسا، آزموده شود.
شرح کامل این یافتهها در نشریه Science Advances منتشر شده است.
