Oamenii de știință au descoperit originile fierului metalic de pe Lună

Într-un studiu publicat în Nature Astronomy, profs. SHEN Laiquan, BAI Haiyang și colab. din grupul profesorului WANG Weihua de la Institutul de Fizică al Academiei Chineze de Științe au clarificat efectele iradierii și ale impactului asupra formării nanoparticulelor metalice de fier (npFe0).

Pe baza observațiilor precise ale mărgelelor de sticlă returnate de misiunea Chang’e-5, cercetătorii au arătat că formarea de npFe0 mici și mari, cu efecte optice distincte, este controlată independent de iradierea vântului solar și de impactul micrometeoritelor.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

npFe0 sunt distribuite pe scară largă pe Lună, iar acumularea lor modifică spectrul optic al suprafeței lunare în timp. Modul în care se modifică culoarea suprafeței depinde în mare măsură de dimensiunea npFe0: npFe0 mai mici înroșesc spectrele de reflexie, în timp ce npFe0 mai mari provoacă întunecarea.

Variațiile de culoare rezultate complică foarte mult studiile de teledetecție, reprezentând o enigmă pe termen lung pentru astronomi. În plus, originea npFe0 de diferite dimensiuni nu a fost bine înțeleasă înainte de acest studiu.

npFe0 sunt cunoscute ca produse ale intemperiilor spațiale, care includ doi agenți principali: impactul micrometeoritelor și iradierea vântului solar.

Nanoparticulele metalice de fier, distribuite la scară largă pe Lună

Cu toate acestea, rolurile specifice ale acestor doi agenți în formarea de npFe0 de dimensiuni diferite au fost neclare, împiedicând înțelegerea variațiilor de culoare ale suprafeței lunare sau ale asteroizilor în medii spațiale complexe.

„Am descoperit că mărgelele de sticlă din solul lunar Chang’e-5 pot păstra particule de fier de diferite dimensiuni, de la aproximativ 1 nanometru la 1 micrometru”, a declarat Prof. BAI. „În general, este dificil să distingem npFe0 de origini diferite observate împreună în probe unice. Aici am folosit caracteristica de rotație a bilelor de sticlă de impact pentru a distinge clar npFe0 formate înainte și după solidificarea bilelor de sticlă gazdă.”

În acest studiu, oamenii de știință au descoperit numeroase npFe0 discrete de dimensiuni mari, de zeci de nanometri, care tindeau să se concentreze spre extremitățile mărgelelor de sticlă.

Acest efect de concentrare poate face ca npFe0 ultralargi să iasă din extremități. O astfel de caracteristică este în concordanță cu fenomenul de migrare care are loc în picăturile rotative de formare a sticlei declanșate de impacturi la hiperviteză.

Indicii despre proprietățile corpurilor expuse la diferite medii spațiale

În astfel de scenarii, Fe0 cu o densitate mai mare decât cea a matricei migrează spre extremități sub acțiunea forțelor centrifuge, ceea ce indică faptul că aceste npFe0 mari s-au format în topiturile provenite din impact înainte de solidificarea bilelor de sticlă.

În schimb, ei au identificat, de asemenea, npFe0 mici abundente, cu dimensiuni de câțiva nanometri, care populau dens suprafețele perlelor de sticlă. Aceste npFe0 mici prezintă caracteristici de distribuție similare cu deteriorarea veziculelor indusă de iradiere, scrie EurekAlert.

De-a lungul direcției de adâncime a perlelor de sticlă, atât npFe0 mici, cât și veziculele scad treptat în dimensiune și abundență, ceea ce corespunde scăderii cantității de ioni de vânt solar implantați odată cu creșterea adâncimii. În plus, atunci când dimensiunea granulelor lunare este mai mică decât dublul adâncimii de penetrare a ionilor de vânt solar, npFe0 mici pot umple complet granulele mici. Aceste rezultate evidențiază faptul că iradierea cu vânt solar este principalul motor al npFe0 mici observate.

Studiul demonstrează că iradierea vântului solar și impactul micrometeoritelor joacă roluri importante, dar distincte, în formarea npFe0. Creșterea independentă a npFe0 mici și mari evidențiată în această cercetare se potrivește bine cu multe măsurători prin teledetecție, oferind informații valoroase pentru înțelegerea și predicția proprietăților optice ale corpurilor fără aer, expuse la diferite medii spațiale.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Pata solară care a produs aurore spectaculoase în luna mai, îndreptată din nou spre Pământ

Oamenii se întorc pe Lună. Și, pentru prima data în istorie, nu va mai fi vorba despre un american

Când ar putea fi construită prima cale ferată pe Lună?

Oamenii de știință vor să construiască „Zidul Morții” pe Lună