Международная группа ученых выяснила, откуда берется плазменно-пылевое облако, окружающее Луну и простирающееся на нескольких сот километров над ней.

С большой долей вероятности его формирует вещество, выброшенное с поверхности Луны после падения метеороидов. Соответствующая статья представлена в Journal of Physics: Conference Series, передает Чердак.

Почти все межпланетное пространство Солнечной системы заполнено пылевыми частицами. Они есть в плазме ионосфер и магнитосфер планет — в окрестностях космических тел, не имеющих собственной атмосферы. Нет пыли только на Солнце и в непосредственной близости от него — из-за высоких температур.

Еще в 1960-х, во время первых полетов к Луне американских аппаратов и пилотируемых кораблей выяснилось, что солнечный свет рассеивается в области терминатора Луны (границы между ее дневной и ночной стороной). Это приводит к формированию лунных зорь и стримеров (потоков) над поверхностью, несмотря на отсутствие заметной атмосферы. Рассеяние света наиболее вероятно происходит на электрически заряженных пылевых частицах, источником которых служит поверхность Луны. Косвенные свидетельства о существовании лунного плазменно-пылевого облака были получены и во время советских экспедиций Луна-19 и Луна-22.

В новой работе авторы рассматривают возможность образования плазменно-пылевого облака над Луной вследствие ударов метеороидов о лунную поверхность. Полученные с помощью моделирования параметры такого облака соответствуют результатам экспериментальных исследований, выполненных в рамках американской миссии LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer). Вокруг Луны в радиусе нескольких сот километров присутствует облако субмикронной (с частицами, диаметром менее микрона) пыли. Измерения характеристик этой пыли проводились с помощью ударного ионизационного датчика пыли LDEX. Цель эксперимента состояла в том, чтобы определить распределение пылевых частиц по высотам над поверхностью Луны, а также классифицировать их по размерам и концентрациям над различными участками лунной поверхности.

Как отмечают исследователи, концентрация частиц плазменно-пылевого облака, полученная расчетным путем, не противоречит экспериментальным данным. На поверхность Луны обрушивается непрерывный поток метеороидов микронных и миллиметровых размеров. Поэтому с поверхности фактически непрерывно выбрасывается вещество, при этом часть его находится в расплавленном состоянии. Поднимаясь над поверхностью Луны, жидкие капли расплава затвердевают. Из-за взаимодействия с электронами и ионами солнечного ветра, а также с солнечным излучением они приобретают электрические заряды. Те частицы, что от ударов получили скорость выше второй космической для Луны, покидают ее окрестности и улетают в глубокий космос. Ну, а оставшиеся частицы, которым не хватило скорости, как раз и формируют вокруг Луны плазменно-пылевое облако, порождающие лунные зори.

Во время экспериментов LADEE было обнаружено скачкообразное возрастание концентрации пыли при взаимодействии некоторых ежегодных метеорных потоков с Луной. Особенно данный эффект проявлялся во время высокоскоростного метеорного потока Геминиды. Все это подтверждает связь между процессами формирования пылевого облака и соударениями метеороидов с поверхностью Луны.

Есть и альтернативные теории, пытающиеся объяснить формирование лунных зорь посредством пылевых частиц, поднимающихся над поверхностью Луны за счет электростатических процессов — например, так называемая фонтанная модель. Однако в их рамках пока так и не удалось объяснить факты подъема пыли на большие высоты (до сотен километров) и, соответственно, формирования наблюдаемого в рамках эксперимента LADEE плазменно-пылевого облака.

На данный момент новая метеороидная модель формирования облака пыли вокруг Луны рассчитана только для простых условий — например, когда частицы, выбитые из Луны поднимаются под прямым углом к исходной поверхности. В идеале следует произвести расчеты, учитывая рельеф поверхности — то есть тот факт, что на самом деле частицы часто поднимаются под разным углом. В ближайшее время в России планируется запуск лунных миссий Луна-25 и Луна-27. Среди прочего, на них установят оборудование, которое будет исследовать пыль у поверхности Луны. Возможно, теоретические расчеты будут дополнены с учетом новых данных наблюдений.

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, страницу «Хвилі» в Facebook