Lý giải bí ẩn từ trường từng tồn tại trên Mặt Trăng

Nghiên cứu mới đăng trên Science Advances cho thấy một vụ va chạm tiểu hành tinh lớn trong quá khứ có thể là chìa khóa lý giải hiện tượng này.

Theo đó, một vụ va chạm cực lớn (tương tự vụ tạo ra miệng hố Imbrium) đã tạo ra một đám mây plasma (hạt tích điện) khổng lồ. Đám mây này bao bọc Mặt Trăng, tập trung ở phía đối diện điểm va chạm và trong khoảnh khắc đã khuếch đại từ trường vốn rất yếu của Mặt Trăng thời cổ đại. Chính tại đây, các loại đá đã "ghi nhớ" lại từ trường mạnh mẽ tạm thời này.

Điều này lý giải tại sao các mẫu đá từ tính cao thường được tìm thấy ở vùng tối của Mặt Trăng, gần cực Nam - vị trí đối diện trực tiếp với miệng hố Imbrium khổng lồ ở vùng sáng.

Các nhà khoa học từ lâu đã biết về từ tính còn sót lại trên Mặt Trăng qua các mẫu đá của chương trình Apollo và dữ liệu từ tàu vũ trụ. Giả thuyết phổ biến về một "dynamo" (lõi nóng chảy chuyển động) như của Trái Đất gặp khó khăn vì lõi Mặt Trăng quá nhỏ để tạo ra từ trường đủ mạnh. Một giả thuyết khác về va chạm khuếch đại từ trường Mặt Trời cũng từng thất bại trong việc giải thích hiện tượng.

Trong nghiên cứu mới, nhóm MIT giả định Mặt Trăng từng có một dynamo riêng, dù rất yếu. Mô phỏng của họ cho thấy đám mây plasma từ vụ va chạm Imbrium sẽ nén và khuếch đại từ trường yếu này lên nhiều lần trong khoảng 40 phút.

Nhưng làm sao đá ghi lại được từ trường chỉ trong khoảnh khắc đó? Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng vụ va chạm còn tạo ra sóng xung kích lan truyền qua Mặt Trăng, hội tụ ở phía đối diện. Sóng này làm "rung chuyển" các hạt trong đá, giúp chúng dễ dàng định hướng theo từ trường mạnh tạm thời và "khóa" lại khi ổn định.

Isaac Narrett, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Quá trình này có thể giải thích phần lớn các từ trường mạnh đo được, đặc biệt ở vùng tối Mặt Trăng".

Theo đồng tác giả Rona Oran, giả thuyết này kết hợp cả yếu tố dynamo nội tại (dù yếu) và tác động từ va chạm bên ngoài, và có thể được kiểm chứng bằng cách phân tích các mẫu đá thu thập từ vùng cực Nam Mặt Trăng trong các sứ mệnh tương lai như Artemis của NASA.