Луна отражает часть солнечного ветра, несмотря на отсутствие магнитосферы

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (США) обнаружили, что солнечный ветер, подходя к Луне, серьёзно тормозится и искажается. Но чем? Ведь магнитосферы у земного спутника нет.

Изображение в заголовке: Головная ударная волна считалась принадлежностью весьма мощной магнитосферы, но выяснилось, что её могут порождать и электростатические поля, причём на расстоянии в тысячи км. (Илл. Walt Feimer / NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab.)

«Ранее считалось, что солнечный ветер безо всяких препятствий напрямую врезается в лунную поверхность, ионизируя часть её атомов», — отмечает доктор Эндрю Поппе (Andrew Poppe). Однако в действительности недавно целый ряд КА зарегистрировал пучки электронов и «фонтаны» ионов над освещённой стороной Луны. Причём удаление этих явлений от лунной поверхности достигает 10 000 км, создавая завихрения в солнечном ветре, сходные с теми, которые производит головная ударная волна земной магнитосферы.

Подобное уже несколько лет на небольших высотах наблюдали и Lunar Prospector, и «Кагуя», и «Чандраян-1». А теперь то же самое смог зарегистрировать и НАСА-зонд ARTEMIS, зафиксировавший также электромагнитные и электростатические волны в разреженной плазме над лунной поверхностью, находящиеся на куда большем удалении — до 10 000 км.

Проведённое компьютерное моделирование помогло разобраться в причинах этого необычного явления. Сложное электрическое поле поблизости от лунной поверхности создаётся как солнечным излучением, так и тем же солнечным ветром. При этом, как показали расчёты, солнечная УФ-радиация вырывает из поверхностных пород отдельные электроны, которые затем ускоряются приповерхностным электрическим полем и формируют относительно плотные пучки. Наконец, часть лунных пород, как известно, намагничена, и когда солнечный ветер сталкивается с такими участками, составляющие его ионы отражаются обратно в космос, формируя ионные «фонтаны», также частично отражающие солнечный ветер.

Как и Земля, Луна отражает некоторое количество солнечного ветра в стороны, что поддерживает степень ионизации её поверхности на несколько меньшем уровне, чем считалось. (Иллюстрация NASA.)

«Любопытно, что электрические и магнитные поля в нескольких метрах над лунной поверхностью способны вызвать турбулентность в тысячах километров от них», — замечает Эндрю Поппе. По его мнению, другие луны и астероиды Солнечной системы должны испытывать похожие воздействия солнечного ветра и тоже генерировать турбулентность над своими обращёнными к Солнцу сторонами. Кроме того, это явление может позволить космическим аппаратам, направляемым, например, к Титану или Европе, изучать параметры электрического и магнитного полей в приповерхностных слоях без необходимости спускать туда посадочный модуль.

По результатам исследований были опубликованы несколько работ; вот лишь две из них — в Geophysical Research Letters и Journal of Geophysical Research.

Подготовлено по материалам НАСА.

www