Ketika datang ke studi tentang planet, bulan, dan bintang, medan magnet adalah semacam masalah besar. Diyakini sebagai hasil dari konveksi di sebuah planet, bidang-bidang ini dapat menjadi perbedaan antara sebuah planet yang membangkitkan kehidupan atau menjadi bola batu yang tak bernyawa. Untuk beberapa waktu, para ilmuwan telah mengetahui bahwa memiliki medan magnet Bumi, yang ditenagai oleh efek dinamo yang diciptakan oleh konveksi dalam inti terluarnya yang cair.
Para ilmuwan juga telah lama berpendapat bahwa Bulan pernah memiliki medan magnet, yang juga didukung oleh konveksi pada intinya. Sebelumnya, diyakini bahwa bidang ini menghilang sekitar 1 miliar tahun setelah Bulan terbentuk (sekitar 3 hingga 3,5 miliar tahun lalu). Tetapi menurut sebuah studi baru dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), sekarang tampak bahwa medan magnet Bulan terus ada selama satu miliar tahun lagi.
Penelitian yang berjudul "Sejarah dua miliar tahun untuk dinamo bulan", baru-baru ini muncul di jurnal Kemajuan Sains. Dipimpin oleh Dr. Sonia Tikoo, seorang Asisten Profesor di Universitas Rutger dan seorang mantan peneliti di MIT, tim menganalisis batu bulan kuno yang dikumpulkan oleh NASA Apollo 15 misi. Apa yang mereka temukan adalah bahwa batu itu menunjukkan tanda-tanda makhluk di medan magnet ketika terbentuk antara 1 dan 2,5 miliar tahun yang lalu.
Usia sampel batuan ini berarti jauh lebih muda daripada yang lainnya yang dikembalikan oleh misi Apollo. Menggunakan teknik yang mereka kembangkan, tim memeriksa komposisi kaca sampel dengan magnometer untuk menentukan sifat magnetiknya. Mereka kemudian mengekspos sampel ke medan magnet yang dihasilkan laboratorium dan kondisi lain yang mirip dengan yang ada di Bulan ketika batu akan terbentuk.
Ini dilakukan dengan menempatkan bebatuan ke dalam oven yang kekurangan oksigen yang dirancang khusus, yang dibangun dengan bantuan Clement Suavet dan Timothy Grove - dua peneliti dari Departemen Bumi, Atmosfer, dan Ilmu Pengetahuan Planet (EAPS) dan rekan penulis di MIT pembelajaran. Tim kemudian memaparkan bebatuan ke lingkungan yang lemah dan bebas oksigen dan memanaskannya pada suhu yang ekstrem.
Seperti Benjamin Weiss - seorang profesor ilmu planet di EAPS - menjelaskan:
"Kamu lihat bagaimana daya magnetis dari menjadi panas di medan magnet yang diketahui itu, lalu kamu membandingkan medan itu dengan medan magnet alami yang kamu ukur sebelumnya, dan dari situ kamu bisa mengetahui apa kekuatan medan purba itu ... Dengan cara ini, kita akhirnya telah mendapatkan pengukuran yang akurat dari bidang bulan. "
Dari ini, mereka menentukan batu bulan menjadi magnet di bidang dengan kekuatan sekitar 5 mikrotesla. Itu berkali-kali lebih lemah dari medan magnet bumi bila diukur dari permukaan (25 - 65 mikroteslas), dan dua orde besarnya lebih lemah dari pada 3 hingga 4 miliar tahun yang lalu. Temuan ini cukup signifikan, karena dapat membantu memecahkan misteri abadi tentang Bulan.
Sebelumnya, para ilmuwan menduga bahwa medan magnet Bulan mati 1,5 miliar tahun setelah Bulan terbentuk (sekitar 3 miliar tahun lalu). Namun, mereka tidak yakin apakah proses ini terjadi dengan cepat, atau jika medan magnet Bulan bertahan, tetapi dalam keadaan melemah. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa medan magnet memang bertahan selama satu miliar tahun tambahan, menghilang sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu.
Seperti yang ditunjukkan Weiss, penelitian ini menimbulkan pertanyaan baru tentang sejarah geologis Bulan:
“Konsep medan magnet planet yang dihasilkan dengan menggerakkan logam cair adalah gagasan yang benar-benar baru berusia beberapa dekade. Apa yang menggerakkan gerakan ini di Bumi dan benda-benda lain, khususnya di bulan, tidak dipahami dengan baik. Kita bisa mengetahui hal ini dengan mengetahui umur dinamo bulan. "
Dengan kata lain, garis waktu baru Bulan ini menimbulkan keraguan pada teori bahwa dinamo bulan saja yang mendukung medan magnetnya di masa lalu. Pada dasarnya, sekarang dipandang sebagai kemungkinan berbeda bahwa medan magnet Bulan didukung oleh dua mekanisme. Sedangkan satu memungkinkan untuk dinamo di inti yang mendukung medan magnetnya selama satu miliar tahun setelah pembentukan Bulan, yang kedua terus setelahnya.
Di masa lalu, para ilmuwan telah mengusulkan bahwa dinamo Bulan ditenagai oleh tarikan gravitasi Bumi, yang akan menyebabkan peregangan pasang-surut di bagian dalam Bulan (sama seperti cara gravitasi kuat Jupiter dan Saturnus menggerakkan aktivitas geologis dalam interior bulan mereka). Selain itu, Bulan pernah mengorbit lebih dekat ke Bumi, yang mungkin sudah cukup untuk memberi daya pada medan magnet yang dulunya lebih kuat.
Namun, Bulan berangsur-angsur menjauh dari Bumi, akhirnya mencapai orbitnya saat ini sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Ini bertepatan dengan garis waktu medan magnet Bulan, yang mulai menghilang pada waktu yang hampir bersamaan. Ini bisa berarti bahwa sekitar 3 miliar tahun yang lalu, tanpa tarikan gravitasi Bumi, intinya perlahan mendingin. Satu miliar tahun kemudian, inti telah memadat ke titik bahwa ia menangkap medan magnet Bulan. Seperti yang dijelaskan Weiss:
"Saat bulan mendingin, intinya bertindak seperti lampu lava - benda berkepadatan rendah naik karena panas atau karena komposisinya berbeda dari cairan di sekitarnya. Begitulah cara kami berpikir dinamo Bumi bekerja, dan itulah yang kami sarankan juga dilakukan dinamo bulan terakhir ... Hari ini bidang bulan pada dasarnya nol. Dan kita sekarang tahu itu dimatikan di suatu tempat antara pembentukan batu ini dan hari ini. "
Temuan ini dimungkinkan sebagian berkat ketersediaan batuan bulan yang lebih muda. Di masa depan, para peneliti berencana menganalisis sampel yang bahkan lebih muda untuk secara tepat menentukan di mana dinamo Bulan mati sepenuhnya. Ini tidak hanya berfungsi untuk memvalidasi temuan-temuan studi ini, tetapi juga dapat mengarah pada garis waktu yang lebih komprehensif dari sejarah geologi Bulan.
Hasil dari penelitian ini dan penelitian lain yang berusaha memahami bagaimana Bulan terbentuk dan berubah dari waktu ke waktu juga akan sangat membantu meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana Bumi, Tata Surya, dan tata surya ekstra terbentuk.
