近日，澳门科技大学研究团队在国际权威期刊《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS）发表了题为"Magnetic vortex state of natural lunar γ-Fe"的研究论文，对嫦娥六号返回的月球背面月壤样品开展系统的显微学与磁学分析，首次在天然月球样品中发现面心立方结构纯铁（γ-Fe）的存在，并通过离轴电子全息成像揭示其以磁涡旋态稳定记录剩磁的特性，为深入理解月球发电机磁场演化以及撞击诱导磁场的记录机制提供了全新依据。参与研究的成员包括刘鹏飞副研究员（澳门空间技术与应用研究院，第一作者及共同通讯作者），金子梁助理教授（月球与行星科学全国重点实验室，嫦娥六号样品负责人，共同通讯作者），刘晶副教授（月球与行星科学全国重点实验室）、曾献棣博士（月球与行星科学全国重点实验室）以及张可可讲座教授（澳科大协理副校长、澳门空间技术与应用研究院院长）。其他参与该研究的单位有中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心、中国科学院地质与地球物理研究所、南京大学、安徽大学、英国爱丁堡大学、瑞士苏黎世联邦理工学院等国内外多家科研机构。

撞击作用被认为是月球表面广泛分布磁异常的重要成因。现今月球已无全球性磁场，月壳磁异常的起源与铁磁性物质密切相关。金属铁是行星物质中最重要的磁性载体之一，具有α（体心立方）、γ（面心立方）、δ（体心立方）和ε（六方紧密堆积）四种主要晶体结构。其中α-Fe与铁镍合金（如铁纹石、镍纹石）已在月球样品中被广泛发现，而γ-Fe因在低温下呈亚稳态、冷却过程中会迅速转变为α-Fe，此前从未在任何天然样品中被识别。

研究团队从嫦娥六号月壤样品（CE6C0500YJFM003）中选取了三个含金属铁的代表性颗粒开展系统表征。结果显示，撞击玻璃中分散着大量直径从不足10纳米至约140纳米的球形金属铁颗粒，样品中的面心立方结构γ-Fe为主要铁相，这是月球样品中首次发现的面心立方结构的纯铁颗粒。研究团队进一步采用离轴电子全息技术，在单颗粒尺度上对α-Fe与γ-Fe的磁畴结构进行了直接成像。结果表明，直径大于100纳米的铁颗粒表现出清晰的磁涡旋结构。磁涡旋态的存在表明，γ-Fe具备长期记录剩磁的能力，由此成为月球上一种全新的剩磁载体。γ-Fe的发现，有助于阐明月球发电机磁场的演化、瞬态撞击诱导磁场以及月球物质的磁化机制。

澳科大长期深度参与国家深空探测事业：自2004年起参与嫦娥一号探测任务载荷研制，是港澳地区最早参与我国深空探测任务的研究单位之一，先后参与嫦娥系列、天问系列等国家深空探测重大任务，并牵头研制发射「澳门科学一号」卫星。此次在嫦娥六号月壤中的原创性发现，是大学持续服务国家深空探测战略、贡献澳门力量的又一标志性成果。

本研究受澳门基金会、澳门科学技术发展基金（0001/2025/RDP，002/2024/SKL，0002/2025/AKP）、国家自然科学基金项目（42250101, 42250103, 52325105）、英国Natural    Environment Research Council（NE/Z000068/1）项目共同资助。