IT之家 5 月 26 日消息，眾所周知，月球沒有磁場。然而，阿波羅宇航員帶回的月球巖石樣本，以及在月球遠端被軌道探測器觀測到的巖石，卻出人意料地帶有磁性。這一現象多年來一直困擾著科學家們，但如今，美國麻省理工學院（MIT）的一項新研究終于給出了合理的解釋。

通過計算機模擬，研究人員發現了一種情況：在古代小行星撞擊，加上當時月球微弱的“磁場”的共同作用下，月球磁場短暫增強，時間剛好夠附近的巖石捕捉并記錄下其磁信號。

該研究的第一作者、麻省理工學院研究生艾薩克?納雷特（Isaac Narrett）表示：“盡管月球的磁性仍有很大一部分尚未得到解釋，但軌道探測器測量到的大部分強磁場都可以通過這一過程來解釋，尤其是在月球背面。”

據IT之家了解，這一謎團始于月球樣本和衛星數據中顯示出的強烈磁性跡象，尤其是在月球背面。通常，行星（包括地球）或衛星的磁性可以通過“發電機機制”來解釋，這是一種通過行星內部熔融且導電的物質運動產生全球性磁場的過程。然而，月球的核心較小且較冷，按理說無法產生足夠強大的磁場來解釋其部分巖石所表現出的磁性。

此前的理論嘗試通過假設外部磁場（如太陽磁場）在一次大型小行星撞擊事件中被放大來解釋這一異常現象。然而，2020 年研究人員對這一想法進行測試時，模擬結果顯示太陽磁場實在太弱，無法解釋巖石的磁性。

此次研究人員采用了一種不同的方法，他們假設月球曾經擁有一個由內部“發電機”驅動的微弱磁場，強度可能僅為 1 微特，大約是地球磁場強度的五十分之一。接著，他們提出，如果像形成月球巨大隕石坑 —— “雨海盆地”的那次小行星撞擊事件，產生了足夠強大的高溫等離子體云，是否會短暫地增強這一微弱磁場？

借助麻省理工學院的 SuperCloud 計算平臺進行高級模擬，研究人員重現了上述場景。他們發現，這樣的撞擊會將月球表面物質蒸發，形成等離子體云，這些云團環繞月球并集中在月球的背面，也就是高度磁化的巖石被發現的地方。在那里，等離子體云會壓縮月球的微弱磁場，使其強度在短時間內得到提升。

然而，模擬顯示這種磁場增強只會持續大約 40 分鐘。那么，巖石是如何記錄下這種持久的磁性特征的呢？研究人員推測，撞擊還會向月球內部發送強大的地震波。當這些沖擊波在磁場達到峰值時撞擊巖石，推動了巖石中的電子，并幫助它們與臨時磁場對齊。隨著磁場逐漸減弱，電子保持在原位，從而鎖定了至今仍存在的磁性記憶。

“數十年來，月球磁性一直存在一個謎題 —— 它是來自撞擊還是來自‘發電機’？而我們的研究認為，兩者都有，這是一個可驗證的假設，這很好。”該研究作者之一、麻省理工學院等離子體物理學家羅娜?奧蘭（Rona Oran）說道。

這項研究不僅解開了一個月球謎團，還為研究其他天體上的磁性開辟了新的視角。例如，它表明即使沒有強大且持久的磁場，行星或衛星仍可以通過微弱的“發電機”與巨大撞擊事件相結合，獲得高度磁化的區域。這一機制可能適用于其他行星，如火星或水星，它們目前沒有活躍的“發電機”，但顯示出斑駁的磁場。此外，通過這種方法，科學家或許能夠更多地了解天體的內部結構及其動蕩的過去。

不過，目前這項研究完全基于模擬。為了驗證他們的理論，研究作者需要從月球背面獲取實際的巖石樣本，而美國宇航局（NASA）即將開展的阿爾忒彌斯（Artemis）計劃或許能夠提供這樣的機會。

該研究已發表于《科學進展》雜志。