В образцах лунного грунта, доставленных на Землю с помощью китайской миссии «Чанъэ-6», впервые обнаружена особая кристаллическая форма железа — γ-Fe (гамма-железо).
Эта форма, γ-железо, обычно существует только при высоких температурах и при охлаждении переходит в другую кристаллическую структуру. Однако исследователи обнаружили, что эта фаза железа сохранилась внутри микроскопических частиц стекла, образовавшихся, вероятно, во время ударов о лунную поверхность.
В нормальных условиях γ-железо превращается в α-железо при понижении температуры. Учёные предполагают, что в экстремальных условиях при ударах такие превращения могли не состояться. Быстрое охлаждение расплавленного материала, небольшое количество углерода и других элементов, а также окружающая стекловидная матрица, возможно, способствовали сохранению необычной кристаллической структуры на лунной поверхности.
Учёные из Лаборатории высоких магнитных полей Хэфэйских институтов физических наук (HFIPS) и Китайской академии наук (CAS) изучили ударное стекло, содержащее многочисленные наночастицы железа. Используя подготовку сфокусированного ионного пучка, просвечивающую электронную микроскопию и химический анализ, они подтвердили, что γ-Fe является доминирующей фазой железа в двух исследованных образцах стекла.
С помощью метода внеосевой электронной голографии учёные изучили магнитную структуру отдельных наночастиц γ-Fe. Относительно крупные частицы демонстрировали стабильное одновихревое магнитное состояние, при этом их намагниченность располагалась по циркуляционному принципу. Они также сохраняли стабильный магнитный отклик при воздействии внешнего магнитного поля.
«Этот крошечный магнитный окаменелый объект может помочь нам лучше понять древнюю магнитную историю Луны», — сказал доктор Лонг Ли из HFIPS, член исследовательской группы.
В настоящее время у Луны нет глобального магнитного поля, но в лунном грунте и горных породах сохранились следы древнего магнетизма.
