Ученые выяснили природу пылевых облаков на Луне

Российские ученые выявили механизм, объясняющий возникновение двух плазменно-пылевых облаков из-за удара метеороида о поверхность Луны. Результаты исследования опубликованы в JETP Letters.

Столкновение метеороида с поверхностью Луны сильно меняет свойства плазменно-пылевой системы над космическим телом. В экзосферу Луны выбрасываются обломки лунного грунта — реголита. Появляется большое количество пылевых частиц с размерами 10-100 мкм, которых в экзосфере обычно немного.

Подобное явление наблюдали астрономы Обсерватории Гарден (Швейцария) в 2015 году — они зафиксировали оптическую вспышку на Луне от удара метеороида. Основываясь на данных астрономических наблюдений, международная группа ученых, выяснила, что с Луной столкнулся достаточно крупный и высокоскоростной метеороид. В результате столкновения появились два облака, природа возникновения которых была неизвестна.

Российские исследователи из ВШЭ, ИКИ РАН, МФТИ, ГАИШ МГУ и ДВФУ определили, что при столкновении метеороида с поверхностью Луны рождается ударная волна, которая выбрасывает в свободное пространство обломки реголита, а также капли расплава. Эти обломки вместе с затвердевшими каплями расплава поднимаются над поверхностью Луны, взаимодействуют с электронами солнечного ветра и солнечным излучением и приобретают электрические заряды. В результате образуются два плазменно-пылевых облака: одно, сформированное обломками реголита; второе — затвердевшими каплями расплава. Эти облака имеют различные характеристики, что и позволяет наблюдать их по отдельности.

Ученые рассчитали основные характеристики этих облаков: скорости их расширения, характерные размеры частиц в каждом облаке, концентрации частиц, их заряды. Данные расчетов и наблюдений совпали. Выяснилось, что облако, сформированное затвердевшими каплями расплава, расширяется значительно быстрее облака, сформированного обломками реголита.