自从轨道飞船在月球表面岩石中捕捉到强磁场的迹象以来，科学家们对月球的磁性消失这一问题进行了数十年的研究。然而，当前月球并没有固有的磁性。最近，麻省理工学院的科学家们提出了可能揭开这一谜团的理论。他们认为，古老的弱磁场与巨大的、能够产生等离子体的冲击相结合，可能在月球远端短暂形成了强磁场。该研究成果已发表在《科学进展》期刊上。研究人员通过详细模拟表明，一次类似于大型小行星的冲击可能生成了短暂包围月球的电离粒子云。这种等离子体会在月球周围流动，并在初始冲击的对面集中，在那里与月球的弱磁场相互作用，从而短暂增强磁场。这一过程可能解释了在月球远端南极附近发现的高度磁性岩石的存在。值得注意的是，盈贝里盆地是月球最大冲击盆地之一，正好位于月球近端的对面。研究人员怀疑，造成该冲击的物体可能释放了在他们模拟中引发等离子体云的能量。
论文第一作者、麻省理工学院地球、气候及行星科学系的研究生艾萨克·纳雷特（Isaac Narrett）表示：“月球的磁性大部分仍然无法解释，但来自轨道飞船测量到的大多数强磁场可以通过这种过程来解释，尤其是在月球的远端。”纳雷特的合著者包括麻省理工学院的罗娜·奥兰（Rona Oran）和本杰明·韦斯（Benjamin Weiss），以及来自邓迪大学、密歇根大学安娜堡分校和剑桥大学的多位研究人员。
科学家们几十年来一直知道，月球上保留着强磁场的遗迹。通过NASA在1960年代和70年代的阿波罗任务返回的月球表面样本，以及由轨道飞船遥感得到的全球月球测量，显示出在表面岩石中存在残余磁性，尤其是在月球的远端。对表面磁性的典型解释是由内部“发电机”产生的全球磁场，或是熔融、翻滚物质的核心。虽然地球通过发电机过程产生磁场，据信月球也曾如此，然而其核心要小得多，可能产生的磁场也较弱，无法解释在月球远端观察到的高度磁化的岩石。
研究人员测试的一种替代假设是，巨大的撞击产生等离子体，从而增强任何弱磁场。2020年，奥兰和韦斯通过模拟研究测试了这一假设，但最终结果并不理想，似乎排除了等离子体诱发的冲击在月球丢失磁性方面的作用。在新研究中，研究人员采取了不同的方法。他们假设月球曾经拥有一个产生自己磁场的发电机，尽管是一个弱的。根据他们的估计，这样的磁场约为1微特斯拉，约为地球磁场的1/50。研究团队模拟了对月球表面的巨大冲击，利用冲击模拟生成的等离子云，并研究其如何与月球的弱磁场相互作用。结果显示，等离子体云在月球周围流动，并短暂增强了月球的弱磁场。
研究人员表示，这一增强的磁场被放大到快速衰减的整个过程大约在40分钟左右。纳雷特补充道，虽然这个短暂窗口是否足以让岩石记录下瞬时磁场峰值仍需确认，但他们相信这是可能的。研究还发现，形成盈贝里盆地规模的冲击会在月球内部发送压力波，类似于地震波，这些波会汇聚到另一侧，震动周围的岩石，进而短暂打破岩石电子的稳定状态。
研究人员怀疑，当冲击的等离子体增强月球的磁场时，岩石正好处于震荡状态，随着电子恢复稳定状态，它们会以新的方向取向，与瞬时高磁场一致。研究团队认为，这种发电机加上大型冲击、再加上震动，足以解释月球表面的高度磁化岩石，特别是在远端。未来的探索任务，如NASA的阿尔忒弥斯计划，可能会直接对这些岩石进行取样，以检测震击和高磁性迹象。奥兰表示：“几十年来，月球磁性是一个难题，我们在这里提出了一个可检验的假设，这真是太棒了。”该团队的模拟是在麻省理工学院超级云平台上运行的，这项研究部分得到了NASA的支持。
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