Магнитное поле Луны активно изучается с момента первых космических миссий и продолжает раскрывать множество тайн. Хотя Луна не имеет дипольного магнитного поля, что позволяет межпланетным магнитным линиям свободно проходить через её атмосферу, исследователи обнаружили остаточную намагниченность в лунных породах, что является важным индикатором для понимания её магнитной истории.
В конце 1960-х — начале 1970-х годов миссии "Аполлон", а также автоматические межпланетные станции (АМС) "Луна-16", "Луна-20" и другие, привезли образцы лунного грунта, что позволило впервые установить существование на Луне остаточной намагниченности. С тех пор ученые выявили два типа магнитных полей, присутствующих на Луне:
Постоянные магнитные поля, которые возникают на поверхности Луны в результате намагниченных пород. Эти поля имеют локализованный характер и изменяются от одной точки к другой.
Переменные магнитные поля, которые возникают в недрах Луны из-за воздействия межпланетных магнитных полей, проходящих через её поверхность.
Изначально существовало две гипотезы, объясняющие происхождение магнитных полей Луны. Первая предполагала, что магнитные поля создаются в результате столкновений Луны с другими космическими телами. Вторая гипотеза связывала магнитные поля с активным жидким ядром Земли, что влияло на лунное поле. Позднее появилась третья гипотеза: в результате столкновения "протоземли" с другой планетой оторвался кусок, который стал Луной, и на этом куске сохранилось активное магнитное поле.
Одним из самых значимых открытий стали результаты палеомагнитных исследований образцов лунного грунта, доставленных миссиями "Аполлон" и АМС "Чанъэ-5". Эти исследования показали, что примерно 4,2—3,5 миллиарда лет назад у Луны существовало активное динамо, генерировавшее её магнитное поле. Однако около 3,1 миллиардов лет назад это динамо ослабло, а позже, между 1,5 и 1 миллиардом лет назад, оно окончательно исчезло.
Напомним, что возраст Луны примерно 4,5 миллиарда лет, а Земли - около 4,54 миллиарда лет. Есть гипотеза, что Луна сформировалась вскоре после образования Земли, вероятно, в результате столкновения Земли с планетой размером с Марс, известной как Теия. Считается, что это столкновение привело к выбросу огромного количества материала, который затем образовал Луну.
Самым современным достижением в исследованиях магнитного поля Луны стали образцы лунного грунта, доставленные миссией "Чанъэ-6" с обратной стороны Луны. Исследовательская группа, получив грунт, сразу приступила к анализу. В первой партии было 108 базальтовых частиц. Было установлено, что возраст большинства частиц составляет 2,8 миллиарда лет, а одной — 4,2 миллиарда лет.
Используя высокочувствительный сверхпроводящий магнитометр, китайские ученые смогли измерить магнитные следы в полученных образцах. Исследования показали, что на Луне, по крайней мере 2,8 миллиарда лет назад, существовало глобальное магнитное поле, которое позже исчезло, но не сразу. Это опровергает предыдущие теории, которые утверждали, что магнитное поле Луны исчезло более 3 миллиардов лет назад и что Луна находилась в состоянии низкой энергетики. Напротив, данные исследования указывают на восстановление магнитного поля Луны 2,8 миллиарда лет назад, что может свидетельствовать о цикличности его существования.
Таким образом, магнитное поле Луны прошло путь от активного состояния примерно 4,2–3,5 миллиардов лет назад до постепенного ослабления около 3,1 миллиарда лет назад. Однако около 2,8 миллиарда лет назад оно восстановилось, а между 1,5 и 1 миллиардом лет назад окончательно исчезло.
На данный момент Китай распределил лунный грунт, привезённый миссией "Чанъэ-6", внутри своей страны. В общей сложности было одобрено 45 заявок от 16 научно-исследовательских учреждений, с общей массой распределённых образцов в 8,5504 гр. США также проявляют активный интерес к лунному грунту с обратной стороны Луны. Китай предложил США обменяться образцами. Однако США никак не ответили на это предложение.