חוקרים מאוניברסיטאות ראטגרס ו-MIT מדדו שדה מגנטי בסלע ירחי צעיר יחסית שהובא לכדור הארץ על ידי צוות אפולו 15 ומצאו כי ייתכן שהירח שמר על שדה מגנטי במשך 1 עד 2.5 מיליארד שנה יותר מכפי שהעריכו בעבר.
אם מסקנות החוקרים נכונות, יש לכך חשיבות באשר לכל מה שידוע לנו על היכולת של עולמות קטנים לקיים שדה מגנטי, תנאי בסיסי לקיומם של חיים בכדור הארץ, וייתכן גם שלקיומם של חיים בכוכבי לכת אחרים. הגשושית הישראלית SpaceIL, שצפויה לנחות על הירח ב-2018, עתידה להעמיק את ההבנה שלנו בנושא זה.
שדה מגנטי של גופים במערכת השמש היה נותר חידה מדעית שבה רב הנסתר על הגלוי. אלברט איינשטיין הגדיר את הבנת מקור השדה המגנטי של כדור הארץ כאחת התעלומות החשובות ביותר בפיזיקה. הוא חשוב ומעניין מיוחד גם לאור העובדה שהשדה המגנטי שלנו מגן עלינו מפני הקרינה הקוסמית ומפני רוח השמש, הוא משמש בעלי חיים רבים לניווט ומשפיע ישירות על תהליכים רבים נוספים בטבע. לפי התאוריה המקובלת כיום, כדור הארץ פועל בדומה לדינמו. בגלעין החיצוני של הכדור, בעומק 3,000 ק"מ, ישנו ברזל נוזלי בטמפרטורה של כ-4,000 מעלות. התנועה של הברזל הנוזלי, שהוא חומר מוליך חשמלי, מושפעת מסיבוב כדור הארץ סביב צירו ומייצרת את השדה.
כשהאסטרונאוטים של תכנית אפולו הביאו לכדור הארץ סלעים מהירח, הקהילה המדעית הופתעה לגלות שחלקם היו ממוגנטים – כלומר לסלעים היה קוטב צפוני ודרומי קבוע. תופעה זו מתרחשת בכדור הארץ כאשר מינרלים בתוך הסלעים מסתדרים בהתאם לשדה המגנטי בזמן שהסלעים מתקררים. אולם הירח נחשב לקטן מדי בשביל לייצר שדה מגנטי כיום, מאחר שליבת הברזל שלו קפאה זמן קצר לאחר היווצרותו – כך שלא מתקיים בליבתו אפקט הדינמו הנדרש לייצור של שדה מגנטי.
תעלומת השדה המגנטי של הירח גוברת
החוקרים מאוניברסיטאות ראטגרס ו-MIT מדדו שדה מגנטי בסלע ירחי צעיר יחסית שהובא לכדור הארץ על ידי צוות אפולו 15 ב-1 באוגוסט 1971. לאחר שחיממו את הסלע ל-780 מעלות צלזיוס, החוקרים הצליחו למדוד את מחיקת המגנטיות של הסלע בזמן החימום – ולקבוע שהאבן הירחית "הקליטה" את השדה המגנטי 1 עד 2.5 מיליארד שנה מאוחר יותר מהסלעים הקודמים שנמדדו.
לפי החוקרים, בזמן היווצרות הסלע, השדה המגנטי של הירח דעך כבר בכ-90% מאז שיא עצמתו לפני 3.56 מיליארד שנה. לצורך השוואה, הסלע הצעיר שנמדד במחקר היה ממוגנט בשדה בעוצמה של 5 מיקרוטסלה, יחידת המידה של מגנטיות. אך באותה תקופה מוקדמת של הירח לפני 3.56 מיליארד שנה, מוערך שהשדה המגנטי שלו היה בעוצמה דומה לשדה המגנטי של כדור הארץ כיום – ממוצע של כ-50 מיקרוטסלה. כיום גלעין הירח אינו מייצר עוד שדה מגנטי כלל, אך מדענים אינם יודעים לומר מתי חלֿ השינוי.
ככלל, גופים שמימיים קטנים ככל הנראה אינם מסוגלים לייצר שדות מגנטיים לאורך זמן, מאחר שליבותיהם מתקררות וקופאות בשלב מוקדם של היווצרותם – ובכך עוצרות את אפקט הדינמו. לשאלת שרידותם של שדות מגנטיים בעולמות קטנים יש חשיבות לשאלות כמו היתכנותם של חיים במאדים הקדום – ולשאלת היתכנותם של חיים בכוכבי לכת קטנים מחוץ למערכת השמש.
"לסלעים הוותיקים יותר שהובאו ממשימות אפולו, ממאות מיליוני השנים הראשונות לקיומו של הירח, יש שדה מגנטי עצמתי", אומר פרופ' עודד אהרונסון, ראש המרכז למדעים פלנטריים במכון ויצמן למדע. "המדידה החדשה מראה שסלע צעיר יותר המשיך 'להקליט' שדה מגנטי, גם אם בעוצמה פחותה. הממצאים החדשים מגבירים את התעלומה המדעית: כיצד הצליח הירח לשמור על השדה המגנטי שלו לאורך זמן?".
המגנטומטר של SpaceIL, המשימה הישראלית לירח
לפי תיאוריה אחת, המגנטיות המאוחרת של דוגמיות הירח, מקורה אינו בעומק אדמתו, אלא תוצאה של פגיעות אסטרואידים – כלומר חומר ממוגנט שהובא לירח ממקור חיצוני או לחילופין, חומר שהתמגנט בעת הפגיעה, כתוצאה מגלי ההדף. וישנה אפשרות שלישית: שהסלעים מוגנטו בעקבות החום הרב בעת התפרצויות געשיות שהתרחשו על פני הירח.
לכן השאלה שמעניינת את פרופ' אהרונסון ועמיתיו היא אילו אזורים בדיוק ממוגנטים על פני הירח. אם יימצא שמדובר בעיקר באזורים געשיים לשעבר או במכתשים שנוצרו כתוצאה מפגיעות אסטרואידים – יש חוקרים הסבורים שדי בכך להסביר את המגנטיות של הסלעים, גם בלי להניח שדה מגנטי עצמאי.
משימה ישראלית לירח צפויה לחקור בדיוק את השאלות הללו. גשושית SpaceIL, פרויקט הנתמך על ידי סוכנות החלל הישראלית, צפויה להגיע לירח ב-2018 במסגרת תחרות Google Lunar X prize. אהרונסון, שעומד בראש הצוות המדעי של הפרויקט, אומר כי "בעזרת מגנטומטר, חיישן מגנטיות, הגשושית תמפה את המגנטיות של אזורים שונים בירח בעודה במסלול ובזמן הנחיתה. אנחנו מקווים שההשוואה בין העצמה המגנטית של אזורים שונים בירח לפעילות הוולקנית ולפגיעות האסטרואידים באותם אזורים תעזור לנו לפתור את תעלומת השדה המגנטי האבוד, ולהבין טוב יותר מה גרם לסלעים צעירים יחסית שהובאו מהירח, כמו הסלע במחקר החדש, להתמגנט".