Поскольку Луна является самым заметным объектом в ночном небе и основным источником невидимого притяжения, которое создает океанские приливы, многие древние культуры думали, что она также может повлиять на наше здоровье или состояние ума - слово «безумие» происходит от этого. вера. Теперь мощная комбинация космического корабля и компьютерного моделирования показывает, что Луна действительно оказывает далеко идущее невидимое влияние - не на нас, а на Солнце или, точнее, на солнечный ветер.
Солнечный ветер - это тонкий поток электропроводящего газа, называемого плазмой, который постоянно сдувается с поверхности Солнца во всех направлениях со скоростью около миллиона миль в час. Когда особенно быстрый, плотный или турбулентный солнечный ветер ударяет в магнитное поле Земли, он может генерировать магнитные и радиационные бури, способные нарушить работу спутников, электросетей и систем связи. Магнитный «пузырь», окружающий Землю, также отталкивает солнечный ветер, создавая ударную волну на десятки тысяч миль в поперечнике дневной стороны Земли, где солнечный ветер врезается в магнитное поле и резко замедляется со сверхзвуковой до дозвуковой.
В отличие от Земли, Луна не окружена глобальным магнитным полем. «Считалось, что солнечный ветер врезается в поверхность Луны без какого-либо предупреждения или« отталкивает »солнечный ветер», - говорит доктор Эндрю Поппе из Калифорнийского университета в Беркли. Однако недавно международный флот орбитальных космических аппаратов обнаружил признаки присутствия Луны «вверх по течению» в солнечном ветре. «Мы видели пучки электронов и ионные фонтаны над дневной стороной Луны, - говорит доктор Джаспер Халекас из Калифорнийского университета в Беркли.
Эти явления наблюдались на высоте 10 000 километров (6214 миль) над Луной и создают своего рода турбулентность в солнечном ветре перед Луной, вызывая тонкие изменения в направлении и плотности солнечного ветра. Электронные лучи впервые были замечены миссией НАСА Lunar Prospector, в то время как японская миссия Кагуя, китайская миссия Чанъэ и индийская миссия Чандраяна видели ионные шлейфы на малых высотах. Миссия НАСА ARTEMIS теперь также наблюдала как электронные лучи, так и ионные шлейфы, а также недавно идентифицированные электромагнитные и электростатические волны в плазме перед Луной, на гораздо больших расстояниях от Луны. «С ARTEMIS мы можем видеть плазменное кольцо и немного покачиваться, что удивительно далеко от Луны», - говорит Халекас. ARTEMIS означает «Ускорение, воссоединение, турбулентность и электродинамика взаимодействия Луны с Солнцем».
Это художественная концепция глобального магнитного поля Земли с ударной волной. Земля находится в центре изображения, окруженная своим магнитным полем, представленным фиолетовыми линиями. Амортизатор носа - это синий полумесяц справа. Многие энергичные частицы солнечного ветра, представленные золотом, отклоняются магнитным «щитом» Земли. Предоставлено: Уолт Феймер (HTSI) / НАСА / Лаборатория концептуальных изображений Центра космических полетов имени Годдарда.
«Давно известно, что турбулентная область вверх по течению, называемая« форшоком », существует перед ударной волной Земли, но открытие подобного турбулентного слоя на Луне является сюрпризом», - сказал доктор Уильям Фаррелл из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. в Гринбелте, штат Мэриленд, Фаррелл является руководителем Центра лунных исследований Института лунных наук НАСА (DREAM), который внес свой вклад в исследование.
Компьютерное моделирование помогает объяснить эти наблюдения, показывая, что сложное электрическое поле у поверхности Луны создается солнечным светом и потоком солнечного ветра. Моделирование показывает, что это электрическое поле может генерировать электронные лучи за счет ускорения электронов, оторванных от материала поверхности солнечным ультрафиолетовым светом. Кроме того, соответствующие имитации показывают, что когда ионы солнечного ветра сталкиваются с древними «ископаемыми» магнитными полями в определенных областях на поверхности Луны, они отражаются обратно в космос в форме диффузного фонтана. Эти ионы в основном представляют собой положительно заряженные ионы (протоны) атомов водорода, наиболее распространенного элемента солнечного ветра.
«Примечательно, что электрические и магнитные поля в пределах нескольких метров от поверхности Луны могут вызвать турбулентность, которую мы видим за тысячи километров», - говорит Поппе. По словам ученых, при воздействии солнечного ветра другие луны и астероиды в Солнечной системе также должны иметь этот турбулентный слой на своей дневной стороне.
«Узнав больше об этом слое, мы сможем лучше понять Луну и, возможно, другие тела, потому что он позволяет информации об условиях очень близко к поверхности распространяться на большие расстояния, поэтому космический корабль получит возможность виртуально исследовать близкие к этим объектам, когда они на самом деле далеко, - сказал Халекас.
Исследование описано в серии из шести статей, недавно опубликованных Поппе, Халекасом и их коллегами из НАСА Годдард, Калифорния. Беркли, Калифорния. Лос-Анджелес и Колорадский университет в Боулдере в Geophysical Research Letters и Journal of Geophysical Research. Исследование финансировалось Лунным научным институтом НАСА, который находится в ведении исследовательского центра НАСА Эймса, Моффетт-Филд, Калифорния, и курирует лунный научный центр DREAM.
