Los campos magnéticos en la Luna son el remanente de una antigua dínamo en el núcleo lunar

Lado cercano de la Luna por el «Lunar Reconnaissance Orbiter» de la NASA.
Crédito: NASA / GSFC / Arizona State University.

Introducción

Actualmente, la Luna no tiene un campo magnético interno como se puede observar en la Tierra. Sin embargo, hay regiones localizadas en su superficie de hasta varios cientos de kilómetros de tamaño donde prevalece un campo magnético muy fuerte. Esto se ha demostrado mediante mediciones en rocas de las misiones Apolo. Desde entonces, la investigación se ha enfocado en delucidar el origen de estos puntos magnéticos. Una teoría es que, de alguna manera, son restos de un antiguo campo magnético central. Posiblemente similar a lo que todavía se puede observar en la Tierra hoy. Aquí, el núcleo está formado por hierro fundido y sólido y su rotación genera el campo magnético de la Tierra. Por qué el campo interior de la Luna se ha extinguido en algún momento sigue siendo un tema de investigación.

Existe otra teoría ampliamente discutida sobre los puntos magnéticos locales de la Luna. Sugiere que son el resultado de procesos de magnetización causados ​​por impactos de cuerpos masivos en la superficie lunar. Un estudio publicado recientemente en la revista Science Advances ahora muestra que la Luna debe haber tenido una dínamo central interna en el pasado. Los investigadores llegaron a esta conclusión refutando esta segunda teoría con la ayuda de complejas simulaciones por computadora.  Es el resultado de una gran cooperación internacional entre el MIT, GFZ-Potsdam, UCLA, la Universidad de Potsdam, la Universidad de Michigan y la Universidad Australiana Curtin.

La teoría del impacto

La segunda tesis fue apoyada, entre otras cosas, por el hecho de que se encontraron puntos magnéticos grandes y fuertes en el otro lado de la Luna. Están ubicados exactamente opuestos a los grandes cráteres lunares. Se asumió que su origen es el siguiente. La Luna, a diferencia de la Tierra, no tiene una atmósfera que la proteja de los meteoritos y asteroides. Entonces estos cuerpos masivos pueden golpearla con toda su fuerza y ​​pulverizar e ionizar el material en su superficie. Una nube de partículas cargadas, también llamada plasma, creada de esta manera fluye alrededor de la Luna. Al hacerlo comprime el viento solar magnético presente en el espacio y fortalece así su campo magnético. Al mismo tiempo, el viento solar induce un campo magnético en la propia Luna. En la superficie opuesta al impacto, todos estos campos se amplifican y crean el magnetismo observado en la roca de la corteza.

Las simulaciones basadas en la teoría del impacto revelan un campo magnético débil no coincidente con lo observado

Utilizando los ejemplos de algunos cráteres lunares conocidos como el que consideramos su «ojo derecho», los investigadores ahora han simulado el impacto. Incluyeron la formación de plasma, la propagación del plasma alrededor de la Luna y el curso del campo inducido en el interior de la Luna. Utilizando software que se desarrolló originalmente para aplicaciones de física espacial y meteorología espacial, simularon escenarios de impacto muy diferentes. Los científicos entonces pudieron demostrar que la amplificación de los campos magnéticos debido a las colisiones y el material expulsado, no explicaba lo observado. Es insuficiente para generar las grandes intensidades de campo como se estimaron y midieron originalmente en la Luna: el campo resultante es mil veces mayor. Sin embargo, esto no significa que estos efectos no existan; son solo comparativamente débiles. En particular, las simulaciones mostraron dos cosas. a) Que es más probable que la amplificación del campo por la nube de plasma en la parte posterior del impacto ocurra por encima de la corteza. b) Que el campo magnético dentro de la Luna pierde gran parte de su energía por disipación debido a la turbulencia en el manto y corteza.

Conclusiones

“ Cómo exactamente se formaron los puntos magnéticos aún requiere más investigación. Ahora está claro que en algún momento tuvo que estar presente un campo magnético interno de la Luna para que esto suceda » , dice Yuri Shprits. Él es Profesor de la Universidad de Potsdam y Jefe de la Sección de Física Magnetosférica en GFZ-Potsdam. » Además, este estudio puede ayudarnos a comprender mejor la naturaleza del campo magnético generado por dínamo y el proceso de la dinamo en la Tierra. También en los planetas exteriores y los exoplanetas «.

El paper: Was the moon magnetized by impact plasma? Rona Oran, Benjamin P. Weiss, Yuri Shprits, Katarina Milijković, Gábor Tóth, Science Advances 02 Oct 2020: Vol. 6, no. 40, eabb1475. DOI: http://doi.org/10.1126/sciadv.abb1475

Fuente: Helmholtz Centre Potsdam, GFZ German Research Centre for Geosciences.

Artículo original: «Magnetic fields on the moon are the remnant of an ancient nuclear dynamo«. Octubre 15, 2020.

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Otra presentación de la noticia

Un presentación más en profundidad se encuentra en el artículo siguiente.

Flujo de plasma y evolución del campo magnético después de un impacto de formación de cuencas en la Luna.  Más información.
Crédito: Science Advances, doi: 10.1126 / sciadv.abb1475.

La Geodínamo

 ¿Cómo la composición química del núcleo de nuestro planeta dio forma a su historia geológica y habitabilidad?

La diferenciación u organización de la Tierra en capas es quizás el evento más significativo en su historia. Condujo a la formación de un núcleo, una corteza y, finalmente, continentes. Los elementos ligeros fueron expulsados ​​del interior para formar un océano y una atmósfera. Más información.
Crédito: American Museum of Natural History
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La vida tal como la conocemos no podría existir sin el campo magnético de la Tierra. Tiene la capacidad de desviar las partículas ionizantes peligrosas del viento solar y los rayos cósmicos más lejanos. Se genera continuamente por el movimiento del hierro líquido en el núcleo externo de la Tierra, un fenómeno llamado geodínamo.

A pesar de su importancia fundamental, muchas preguntas siguen sin respuesta sobre el origen de la geodínamo y las fuentes de energía que la han sostenido durante milenios.

Un estudio, examina cómo la presencia de elementos más ligeros, en el núcleo predominantemente de hierro, podría afectar la génesis y la sostenibilidad de la geodínamo. El siguiente artículo lo presenta.

Curiosidades:

El Campo Magnético de Marte.

La nave espacial Mars Global Surveyor midó la dirección y la fuerza del campo magnético cuando sobrevoló la corteza de Marte. En esta proyección, , se ve que la dirección del campo cambia cuando la nave espacial pasa sobre las franjas del hemisferio sur. 
Crédito: NASA

Marte no tiene un campo magnético global como la Tierra, pero sí tiene parches de campos magnéticos. 

Los científicos usan magnetómetros para estudiar las anomalías magnéticas del planeta. La nave espacial MAVEN lleva dos magnetómetros para investigar el campo magnético de Marte. El objetivo es comprender cómo la atmósfera y el clima marcianos han evolucionado con el tiempo. 

Debido a que los magnetómetros son extremadamente sensibles, los ingenieros y científicos deben tomar muchas precauciones al desarrollar los instrumentos y construir la nave espacial. El siguiente artículo contiene un video y recursos que lo explica

La misión INSIGHT ( Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport,) aterrizó en Marte en Noviembre de 2018. Comenzó entonces su misión principal de dos años de estudiar la sismología y el ambiente interior de Marte. Los resultados de los primeros doce meses de INSIGHT en la superficie marciana se han publicado en una serie de estudios.

Uno de estos estudios, que se publicó recientemente en la revista Nature Geosciences , compartió algunos hallazgos bastante interesantes sobre los campos magnéticos en Marte. Según el equipo de investigación que lo respalda, el campo magnético dentro del cráter donde aterrizó InSight es diez veces más fuerte de lo esperado. Estos hallazgos podrían ayudar a los científicos a resolver misterios clave sobre la formación de Marte y la evolución posterior:

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