В образцах лунного грунта, доставленных китайской миссией «Чанъэ-6», впервые обнаружили природную форму железа γ-Fe с гранецентрированной кубической структурой. Этот металл нашли внутри стекла, образовавшегося при ударе метеорита. Открытие может помочь восстановить историю магнитного поля Луны, которое сейчас не охватывает весь спутник глобально.
Исследованием руководил профессор Хайфэн Ду из Лаборатории сильных магнитных полей Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук. Результаты работы 16 сентября опубликовал журнал Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), сообщает ScienceDaily. «Этот крошечный магнитный ископаемый след может помочь нам лучше понять древнюю магнитную историю Луны», — сказал участник команды доктор Лун Ли.
Для изучения материала учёные подготовили образцы с помощью сфокусированного ионного пучка, а затем применили просвечивающую электронную микроскопию и химический анализ. В стекловидной массе они обнаружили множество частиц железа нанометрового размера. В двух исследованных образцах ударного стекла именно γ-Fe оказалось основной формой железа.
При обычных условиях такая структура сохраняется только при высокой температуре. После охлаждения γ-Fe обычно превращается в α-Fe, однако лунные удары могли создать условия, при которых необычная фаза осталась на поверхности спутника. Её устойчивости, как предполагают исследователи, могли способствовать небольшие примеси углерода и других элементов, быстрое охлаждение расплавленного вещества и защита со стороны окружающего стекла.
Магнитные свойства отдельных наночастиц γ-Fe команда проверила методом внеосевой электронной голографии. Относительно крупные частицы формировали устойчивое одновихревое магнитное состояние и сохраняли стабильный отклик при воздействии внешнего магнитного поля. Поэтому γ-Fe может служить ранее неизвестным носителем сведений о магнитной обстановке, существовавшей на Луне в прошлом.
Открытие расширяет перечень магнитных минералов, найденных в лунных образцах. γ-Fe и α-Fe возникают при разных условиях и обладают различными магнитными свойствами, поэтому каждая из этих форм способна сохранять сведения об отдельных этапах ударных событий. Дальнейшие исследования должны показать, насколько подробно такие минералы позволят проследить развитие древнего магнитного поля Луны.