月球样本中新发现的铁呈现磁涡旋

月球如今已不像地球那样拥有全球磁场，但月球物质仍可能保存古代磁性的线索。Pengfei Liu、Haifeng Du及同事在嫦娥六号带回的两块撞击形成的玻璃中，首次在天然月球样本里确认了一种称为伽马铁的金属铁。该形态中较大的颗粒表现出磁涡旋：磁化方向围绕一个中心弯曲。研究发表于《Proceedings of the National Academy of Sciences》；中国科学院也发布了未署名个人记者的机构报道。

简单来说，撞击加热并熔化了月表物质；冷却后留下小块玻璃，把铁粒困在其中。团队从其中两块玻璃取出显微尺度的样本，检查结构、化学组成和磁性。玻璃保存了撞击过程的证据，却不是一份已经定年、覆盖整个月球磁场的现成记录。

研究人员使用电子显微镜，以电子而不是普通光线观察更微小的结构，找到了许多纳米尺度的铁颗粒；一纳米等于十亿分之一米。其中一些具有面心立方结构：可以想象原子位于立方体的角和每个面的中心。这是伽马铁（γ-Fe）的结构，与月壤中更常见的阿尔法铁不同。

为观察磁性排列，团队使用电子全息术：它通过电子受到磁场偏转的方式重建磁场。在较大的伽马铁颗粒中，磁化方向绕中心弯曲，形成涡旋；颗粒在外加磁场下也保持稳定响应。这说明材料可能保留磁信息，但仅凭这一观察无法判断每颗铁粒形成时存在什么磁场。

作者提出，撞击后的迅速冷却、微量其他元素以及周围玻璃的包裹，可能帮助这种通常无法在低温下稳定存在的铁保留下来。新发现扩展了研究月球磁性历史时应考虑的矿物种类。它支持存在一种潜在的新磁记录载体，而非给出了古代月球磁场的完整时间线；下一步关键是检查更多碎片，并区分撞击产生的磁性与周围环境的磁性。