Golema magnetizirana stijena, zakopana ispod površine na udaljenoj strani Mjeseca, nudi nove dokaze o drevnom mjesečevom magnetskom polju, problemu koji znanstvenike dugo zaokuplja.
Tim istraživača analizirao je podatke s lunarnih sondi i pronašao stijensku formaciju koja je znatno gušća i jače magnetizirana od okolnog terena. Nova studija, objavljena 23. rujna u časopisu Science Advances, navodi da bi ta podzemna struktura mogla biti drevni vulkanski kompleks.
On se magnetizirao dok se magma iz Mjesečeve unutrašnjosti hladila i skrućivala prije nego što je izbila na površinu.
Stijena je široka oko 60 kilometara i debela oko 9 kilometara, a njezine karakteristike upućuju na to da je Mjesec u vrijeme njezina nastanka, prije otprilike 4,2 milijarde godina, imao magnetsko polje. Autori studije procjenjuju da je to polje vjerojatno imalo između petine i trećine snage današnjeg Zemljinog magnetskog polja.
Život na Zemlji kakav poznajemo ne bi bio moguć bez magnetskog polja. Ono stvara magnetosferu, golemi štit koji okružuje planet i štiti ga od štetnog sunčevog vjetra, kozmičkih zraka i zračenja te tako sprječava uništenje atmosfere.
Magnetsko polje Zemlje održavaju električne struje koje stvara neprestano gibanje rastaljenog metala u vanjskoj jezgri, a taj se proces naziva dinamo-efekt. Mehanički princip sličan je dinamu na biciklu, koji rotacijom kotača okreće magnet unutar generatora i proizvodi struju za svjetla.
Mjesec je u prošlosti također mogao imati magnetsko polje koje je pokretala jezgra, ali ta je aktivnost davno prestala. Podaci NASA-e pokazuju da je polje znatno oslabilo prije otprilike 3,2 milijarde godina, kako se Mjesečeva unutrašnjost hladila. Bez snažne zaštite, sunčevo zračenje uništilo je ostatke Mjesečeve atmosfere.
Dugogodišnja znanstvena rasprava
Postanak i trajanje drevnog magnetskog polja dugo su predmet rasprava u astronomiji. "Rasprava traje još od 1970-ih, kada su misije Apollo prvi put donijele uzorke Mjesečevog kamenja koji su pokazivali tragove magnetskog polja", rekla je koautorica studije Anna Mittelholz, predavačica na švicarskom institutu ETH Zurich.
Mittelholz pojašnjava da je dugo postojao konsenzus kako je Mjesečev dinamo bio aktivan otprilike od prije 4,25 do 3,5 milijardi godina.
"Većina znanstvene zajednice vjerojatno se i dalje drži tog stava. Međutim, u posljednjem desetljeću nove analize uzoraka s Apolla nisu pronašle magnetski signal za to razdoblje", objasnila je u pisanom odgovoru za CNN. "Neki su istraživači zbog toga počeli dovoditi u pitanje je li rani dinamo uopće postojao."
Nova studija pruža dokaze za postojanje tog ranog dinama, ali bez korištenja uzoraka iz misija Apollo. Istraživači su se umjesto toga koristili podacima prikupljenima iz orbite kako bi analizirali regiju Dewar na strani Mjeseca koja nije vidljiva sa Zemlje, gdje su i otkrili magnetiziranu stijenu.
Ključ za razumijevanje Mjeseca
Utvrđivanje povijesti Mjesečevog magnetskog polja ključno je za razumijevanje samog Mjeseca, smatra koautor studije Adrien Broquet, istraživač u Njemačkom centru za zrakoplovstvo i svemir.
"Zemlja i Mjesec imali su drastično različite geološke povijesti. Mjesec je bio manji i dugo je bio potpuno rastaljen. U ranoj fazi imao je i snažnu vulkansku aktivnost. Postoje mnoga pitanja na koja ne možemo odgovoriti ako ne znamo kako je Mjesec tada izgledao", rekao je Broquet i dodao da je "analiza magnetskog polja dobar način da se procijeni rani izgled Mjeseca."
Mittelholz dodaje da bi se nalazi mogli primijeniti i izvan Mjeseca.
"Ako je Mjesec uspio održati dinamo, to nam govori o minimalnim uvjetima potrebnim za njegovo funkcioniranje. Ispravno razumijevanje te povijesti pomaže nam procijeniti što je moguće i kod drugih malih stjenovitih i ledenih tijela", rekla je.
Kombinacija podataka iz orbite
Istraživači su se koristili podacima NASA-inih sondi, uključujući Lunar Prospector lansiran 1998., japansku sondu Kaguya iz 2007. i misiju GRAIL iz 2011. godine. Anna Mittelholz navodi da je jedna od prednosti korištenja orbitalnih podataka to što su uzorci s Mjeseca izvađeni iz svog geološkog konteksta prije više od 50 godina.
"Njihov magnetski zapis lako se može poremetiti zagrijavanjem, udarcima ili čak rutinskim rukovanjem i skladištenjem u laboratoriju. Zbog toga dva naizgled slična uzorka mogu dati različite rezultate, ne nužno zato što magnetsko polje nije postojalo, već zato što su dokazi mogli biti izmijenjeni", pojasnila je.
Iako su i ranije studije koristile orbitalne podatke, ova primjenjuje drugačiji pristup.
"Druge studije koje koriste satelitske podatke obično promatraju samo magnetski signal i pokušavaju zaključiti koja ga je vrsta stijene mogla proizvesti. Mi smo, za razliku od toga, u jednom modelu kombinirali magnetske podatke s podacima o gravitaciji", rekla je Mittelholz.
Mjerenja gravitacije opisala su gustoću otkrivene stijene, dok su podaci o magnetizmu pokazali koliko je snažno magnetizirana. "To nam je omogućilo da precizno odredimo stvarnu zakopanu strukturu, a ne samo signal koji bi mogle proizvesti razne konfiguracije magnetiziranih stijena", dodala je.
Mjesečevi vrtlozi i buduća istraživanja
Istraživači nisu mogli procijeniti koliko je dugo dinamo bio aktivan. Ostaje nejasno i kako je mala Mjesečeva jezgra mogla stvoriti magnetsko polje koje je, prema nekim ranijim studijama, potencijalno bilo snažno kao Zemljino. Autori nove studije ipak vjeruju da njihovi nalazi pomiču raspravu s pitanja je li Mjesec imao dinamo na pitanje kako je on funkcionirao.
Ranije studije nudile su različite hipoteze. Rad iz 2025. godine sugerirao je da je udar velikog asteroida mogao privremeno ojačati postojeće, slabije magnetsko polje.
Studija iz veljače ove godine, temeljena na uzorcima s Apolla, navela je da je polje s vremenom variralo jer ga je povremeno pojačavalo taljenje stijena bogatih titanijem duboko u Mjesečevoj unutrašnjosti.
U sklopu studije istraživači su zapazili i neobične "mjesečeve vrtloge", dijelove površine koji su svjetliji od okoline. Otkrili su da su ti vrtlozi često povezani s magnetskim anomalijama, odnosno područjima gdje je stijena magnetizirana.
"Glavna je hipoteza da te magnetske anomalije skreću sunčev vjetar i štite površinu od erozije", rekao je glavni autor studije Xi Yang, doktorand na ETH Zurichu. Iako je opažanje preliminarno, Yang dodaje da bi ti vrtlozi u budućnosti mogli pomoći u prepoznavanju područja bolje zaštićenih od sunčevog vjetra, što bi bilo korisno pri planiranju lunarnih misija.
Potvrda teorije i otvorena pitanja
Nova studija dodatno podupire ideju da je Mjesec u ranoj povijesti mogao stvoriti intenzivan dinamo, smatra Claire Nichols, izvanredna profesorica geologije na Sveučilištu Oxford, koja nije sudjelovala u istraživanju. Ipak, dodaje da je potrebno još mnogo rada kako bi se razumjelo koliko je dugo Mjesec održavao dinamo i koliko je njegova aktivnost varirala.
"Sve u svemu, mislim da ova studija daje dodatni poticaj da nastavimo s opažanjima tijekom nadolazećih misija poput Artemisa i Chang’e. Još uvijek postoji mnogo otvorenih pitanja o Mjesecu koja moramo riješiti", poručila je Nichols, misleći na američki i kineski svemirski program.
Isaac Narrett, glavni autor jedne nepovezane studije iz 2025. i doktorand na MIT-u, složio se da istraživanje pridonosi dokazima o snažnijem magnetskom polju prije više od četiri milijarde godina. Istaknuo je da rad, korištenjem podataka prikupljenih iz orbite, "postavlja temelje za otkrivanje tragova planetarne evolucije pomoću drugih gravitacijskih i magnetskih podataka s Mjeseca, Merkura i Marsa."