近日，澳門科技大學研究團隊在國際權威期刊《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS）發表了題為"Magnetic vortex state of natural lunar γ-Fe"的研究論文，對嫦娥六號返回的月球背面月壤樣品開展系統的顯微學與磁學分析，首次在天然月球樣品中發現面心立方結構純鐵（γ-Fe）的存在，並通過離軸電子全息成像揭示其以磁渦旋態穩定記錄剩磁的特性，為深入理解月球發電機磁場演化以及撞擊誘導磁場的記錄機制提供了全新依據。參與研究的成員包括劉鵬飛副研究員（澳門空間技術與應用研究院，第一作者及共同通訊作者），金子梁助理教授（月球與行星科學全國重點實驗室，嫦娥六號樣品負責人，共同通訊作者），劉晶副教授（月球與行星科學全國重點實驗室）、曾獻棣博士（月球與行星科學全國重點實驗室）以及張可可講座教授（澳科大協理副校長、澳門空間技術與應用研究院院長）。其他參與該研究的單位有中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心、中國科學院地質與地球物理研究所、南京大學、安徽大學、英國愛丁堡大學、瑞士蘇黎世聯邦理工學院等國內外多家科研機構。

撞擊作用被認為是月球表面廣泛分布磁異常的重要成因。現今月球已無全球性磁場，月殼磁異常的起源與鐵磁性物質密切相關。金屬鐵是行星物質中最重要的磁性載體之一，具有α（體心立方）、γ（面心立方）、δ（體心立方）和ε（六方緊密堆積）四種主要晶體結構。其中α-Fe與鐵鎳合金（如鐵紋石、鎳紋石）已在月球樣品中被廣泛發現，而γ-Fe因在低溫下呈亞穩態、冷卻過程中會迅速轉變為α-Fe，此前從未在任何天然樣品中被識別。

研究團隊從嫦娥六號月壤樣品（CE6C0500YJFM003）中選取了三個含金屬鐵的代表性顆粒開展系統表徵。結果顯示，撞擊玻璃中分散著大量直徑從不足10納米至約140納米的球形金屬鐵顆粒，樣品中的面心立方結構γ-Fe為主要鐵相，這是月球樣品中首次發現的面心立方結構的純鐵顆粒。研究團隊進一步採用離軸電子全息技術，在單顆粒尺度上對α-Fe與γ-Fe的磁疇結構進行了直接成像。結果表明，直徑大於100納米的鐵顆粒表現出清晰的磁渦旋結構。磁渦旋態的存在表明，γ-Fe具備長期記錄剩磁的能力，由此成為月球上一種全新的剩磁載體。γ-Fe的發現，有助於闡明月球發電機磁場的演化、瞬態撞擊誘導磁場以及月球物質的磁化機制。

澳科大長期深度參與國家深空探測事業：自2004年起參與嫦娥一號探測任務載荷研制，是港澳地區最早參與我國深空探測任務的研究單位之一，先後參與嫦娥系列、天問系列等國家深空探測重大任務，並牽頭研製發射「澳門科學一號」衛星。此次在嫦娥六號月壤中的原創性發現，是大學持續服務國家深空探測戰略、貢獻澳門力量的又一標誌性成果。

本研究受澳門基金會、澳門科學技術發展基金（0001/2025/RDP，002/2024/SKL，0002/2025/AKP）、國家自然科學基金項目（42250101, 42250103, 52325105）、英國Natural Environment Research Council（NE/Z000068/1）項目共同資助。