Los investigadores que examinan material traído de vuelta por Chang’e-6 han identificado un mineral magnético no registrado dentro de muestras lunares naturales. Se trata de un tipo de hierro metálico conocido como γ-Fe, encontrado dentro de pequeñas partículas de vidrio de impacto. A la nanoescala, este hierro conserva una huella magnética constante, que podría funcionar como un pequeño registro del campo magnético desaparecido de la Luna.
Un equipo liderado por el Prof. Haifeng Du en el Laboratorio de Alto Campo Magnético de los Institutos de Ciencia Física de Hefei (HFIPS) de la Academia de Ciencias de China (CAS) produjo el hallazgo. Sus resultados aparecieron en los Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) el 16 de septiembre.
El Dr. Long Li de HFIPS, que forma parte del equipo, dijo: «Este pequeño fósil magnético podría ayudarnos a comprender mejor la historia magnética antigua de la Luna».
Una Fase de Hierro Rara Oculta en el Vidrio Lunar
El equipo se basó en la preparación de haces de iones enfocados, microscopía electrónica de transmisión y análisis químico para estudiar las muestras. Esos métodos mostraron que muchas pequeñas partículas de hierro se encuentran dentro del material vítreo a nivel nanoescala.
Al examinarlo más de cerca, quedó claro que una porción de las partículas estaba hecha de γ-Fe de red cúbica centrada en las caras. Esta forma de hierro resultó ser el tipo principal encontrado en ambas muestras de vidrio de impacto examinadas.
El γ-Fe normalmente permanece estable solo cuando las temperaturas se mantienen altas. Cuando el material se enfría, normalmente se transforma en una forma diferente, α-Fe. Pero los investigadores descubrieron indicios de que las circunstancias extraordinarias causadas por los impactos en la Luna podrían permitir que el γ-Fe perdure en la superficie lunar en cambio.
Se propusieron varios factores para ayudar a mantener la estructura estable. Estos incluyeron pequeñas cantidades de carbono y otros elementos, el rápido enfriamiento del material fundido durante un impacto y protección gracias a la sustancia vítrea que lo rodeaba.
Pequeñas Partículas Que Pueden Preservar el Magnetismo
Para examinar cómo actúan magnéticamente las partículas individuales de γ-Fe, el grupo recurrió a holografía electrónica fuera del eje.
Los investigadores descubrieron que las partículas de γ-Fe de gran tamaño pueden mantener una disposición magnética de un solo vórtice constante. Estas mismas partículas mantuvieron su reacción magnética constante cuando se colocaron bajo un campo magnético externo.
La constancia apunta a que γ-Fe actúa como un guardián pasado por alto de la historia magnética dentro del material lunar, reteniendo signos de circunstancias presentes durante la existencia más temprana de la Luna.
Una Nueva Ventana al Pasado Magnético de la Luna
El hallazgo expande el catálogo de minerales magnéticos documentados en material lunar. Dado que γ-Fe y α-Fe se desarrollan bajo circunstancias distintas y responden a los campos magnéticos de formas separadas, cada uno podría preservar datos de su propia fase de historia de colisión lunar.
Los científicos necesitarán llevar a cabo más estudios antes de saber precisamente qué pueden decir estos minerales sobre el antiguo campo magnético de la Luna y cómo cambió con el tiempo.
Lo Que Esto Significa para la Ciencia Lunar
Aunque la Luna ya no produce un campo magnético global, la evidencia de su magnetismo antiguo persiste dentro de las rocas y el suelo lunares. Los científicos estudian los minerales magnéticos atrapados dentro de estos materiales para reconstruir cómo evolucionaron las condiciones magnéticas de la Luna a lo largo de amplios períodos de tiempo.
El suelo lunar traído de vuelta por Chang’e-6 ahora proporciona a los científicos material fresco para estudiar. Dentro de él se encuentran diminutas partículas de γ-Fe, tan pequeñas que cada una funciona como su propio registrador. Cada partícula preserva un registro del campo magnético, capturado en el momento exacto en que el vidrio que lo rodea tomó forma.
Los científicos trabajaron con gran cuidado en su enfoque. Combinaron la preparación con haz de iones enfocado con microscopía electrónica de transmisión y análisis químico para nombrar las partículas, y después recurrieron a la holografía electrónica fuera del eje para evaluar cómo se comportaron magnéticamente.
El Equipo de Investigación y Cronograma
El Prof. Haifeng Du dirigió el estudio desde el Laboratorio de Alto Campo Magnético en HFIPS. Un miembro del equipo, el Dr. Long Li, abordó directamente la importancia del descubrimiento.
Una serie de investigadores además de Du y Li aparecen en la lista, entre ellos Pengfei Liu, Ziliang Jin, Zheng Gong, Kang Wang, Xiandi Zeng, Jing Liu, Dongsheng Song, Kelei Zhu, Chuanxin Yan, Jinhua Li, Keke Zhang, Wyn Williams y Ann M. Hirt.
La cita completa aparece a continuación.
| Fecha | Evento |
|---|---|
| No especificado | La misión Chang’e-6 recolecta muestras de suelo lunar |
| 16 de septiembre | Estudio publicado en PNAS |
| 3 de octubre | Anuncio realizado por la Sede de la Academia China de Ciencias |
Actores Clave
- Prof. Haifeng Du — investigador principal, Laboratorio de Alto Campo Magnético, HFIPS
- Dr. Long Li — miembro del equipo, HFIPS
- Pengfei Liu, Ziliang Jin, Zheng Gong, Kang Wang, Xiandi Zeng, Jing Liu, Dongsheng Song, Kelei Zhu, Chuanxin Yan, Jinhua Li, Keke Zhang, Wyn Williams, Ann M. Hirt — coautores del artículo publicado
La Importancia del Hallazgo )
Científicos hallaron un mineral en las muestras de suelo lunar de Chang’e-6 que nunca había aparecido en muestras lunares naturales antes. Las partículas de γ-Fe son abundantes y estables a pesar de su pequeño tamaño.
El comportamiento magnético se mantiene firme y confiable. Es esa confiabilidad la que hace que estos registradores sean prácticos. Cada partícula encierra una imagen del campo magnético del momento en que el vidrio tomó forma, y la condición fija de un solo vórtice mantiene esas imágenes sin cambios más adelante.
Ya no existe un campo magnético global en la Luna, por lo que los científicos deben depender de los minerales que lo capturaron hace mucho tiempo. La adición de γ-Fe ofrece un método nuevo para ese trabajo. Dado que γ-Fe y α-Fe se forman en circunstancias distintas, cada uno podría guardar detalles de diferentes fases de las colisiones lunares.
Los hallazgos del equipo fueron publicados en PNAS. El siguiente paso es determinar exactamente cuánto pueden revelar estos minerales sobre el campo magnético antiguo de la Luna y cómo evolucionó ese campo a lo largo del tiempo. Las muestras de Chang’e-6 ofrecen una rica fuente de datos, y los métodos que el equipo desarrolló pueden aplicarse a otras muestras lunares.
La historia magnética de la Luna es una narración escrita en roca. El suelo lunar de Chang’e-6 ahora contiene un capítulo más, registrado en hierro.
DOI: 10.1073/pnas.2608395123
Material fuente: “El suelo lunar de Chang’e-6 contiene una sorprendente cápsula del tiempo magnética”, ScienceDaily.
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