Взгляните на полную Луну. Древние кратеры и моря замерзшей лавы лежат неподвижно под тихим безвоздушным небом. Это безмятежный, замедленный мир, где даже отпечаток человеческой ноги может сохраняться миллионы лет. Кажется, что здесь ничего не происходит, верно?
Но это не так.
Группа ученых при поддержке НАСА обнаружила, что кое-что происходит каждый месяц, когда Луна попадает в магнитный хвост Земли.
"Хвост земной магнитосферы простирается далеко за орбиту Луны и раз в месяц Луна проходит сквозь него", - говорит Тим Стаббс (Tim Stubbs) из Университета Мэриленда, работающий в Центре космический полетов Годдарда. - "Это может привести к явлениям, варьирующимся от лунных "пылевых бурь" до электростатических разрядов".
Да, у Земли есть магнитный хвост. Это продолжение того же привычного нам магнитного поля, которое мы знаем по опыту, когда пользуемся компасом, ориентируясь на поверхности Земли. Вся наша планета завернута в пузырь магнетизма, происходящего из жидких течений в ядре Земли. В космическом пространстве солнечный ветер давит на этот пузырь и растягивает его, создавая длинный "геомагнитный хвост" в противоположной от направления ветра стороне.
Каждый может определить, когда Луна находится внутри хвоста. Только посмотрите: "Если луна полная, то она находится в магнитном хвосте", - говорит Стаббс. - "Луна входит в хвост за три дня до полнолуния и пересекает его примерно за 6 дней, выходя с другой стороны".
Именно в эти шесть дней могут происходить странные вещи.
Во время пересечения Луна вступает в контакт с гигантским "плазменным слоем", состоящим из заряженных частиц, захваченных хвостом. Самые легкие и самые подвижные из этих частиц, электроны, осыпают поверхность и заряжают ее отрицательно.
На солнечной стороне Луны этот эффект частично нейтрализуется солнечным светом: ультрафиолетовые фотоны выбивают электроны с поверхности, удерживая накопление заряда на относительно низком уровне. Однако на ночной стороне, в холодной лунной тьме, электроны накапливаются и электрические напряжения на поверхности могут достигать сотен и тысяч вольт.
Представьте как чувствует себя носок, вытягиваемый с треском из сушилки. Астронавты на Луне во время пересечения с хвостом могли бы об этом рассказать. Шагая по пыльному и заряженному лунному грунту, астронавты сами бы накопили кучу избыточного заряда. Прикосновение к другому астронавту, к дверной ручке или к чувствительной электронике - любое из этих простых действий могло бы вызвать нежелательный разряд. "Правильное заземление просто необходимо", - говорит Стаббс.
Грунт, между тем, может взлететь в небеса. Есть все больше и больше доказательств того, что мелкие частицы лунной пыли могут парить, электростатически отталкиваясь от поверхности. Это может создать временную ночную атмосферу из пыли, которая готова загрязнить скафандры, засорить аппаратуру, поцарапать лицевые пластинки (лунная пыль очень абразивна) и вообще осложнить жизнь космонавтов.
Что еще более удивительно, лунная пыль могла бы собираться в некое подобие полупрозрачного ветра. Под влиянием разности в накопленном потенциале плавающая пыль естественным образом перемещалась бы от сильно-отрицательной ночной стороны к слабо-отрицательной солнечной стороне. Этот эффект "пылевой бури" был бы наиболее сильным возле лунного терминатора, то есть линии раздела между ночью и днем.
Большинство из этого - чистые умозрительные построения, предупреждает Стаббс. Никто не может сказать с определенностью, что происходит на Луне, когда ударяет хвост магнитосферы, потому что никто не был там в нужный момент. "Астронавты с "Аполлона" никогда не приземлялись на полную Луну и никогда не испытывали действия магнитного хвоста", - объясняет он.
Самые лучшие прямые доказательства исходят от космического аппарата "Лунный разведчик" (Lunar Prospector), который находился на орбите Луны в 1998-99 годах и наблюдал за многими пересечениями с магнитным хвостом. Во время некоторых пересечений космический аппарат регистрировал сильные изменения в лунном электрическом напряжении, прыгающие "обычно от -200 до -1000 В", - говорит Джаспер Халекас (Jasper Halekas) из Беркли, который изучает данные десятилетней давности.
"Важно отметить", - говорит Халкас, - "что плазменный слой магнитосферы (откуда приходят все электроны) - это очень динамическая структура. Плазма все время двигается, постоянно качаясь вверх и вниз. Поэтому когда Луна проходит сквозь хвост, плазменный слой может пройтись по ней много раз, в зависимости от того, насколько динамично его состояние, при этом взаимодействия будут длится от минут до часов или даже дней".
"В результате можете себе представить, насколько динамична зарядовая обстановка на Луне. Луна может просто находиться в спокойном районе хвоста магнитосфреы, а потом эта горячая плазма резко начинает вихлять, заствляя электрический потенциал подскакивать до киловольта. Потом он так же быстро спадает".
Резкие перепады заряда были бы наиболее стремительными во время солнечных и магнитных бурь. "Это очень активное время для плазменного слоя, и нам нужно изучить, что при этом происходит", - говорит он.
Что происходит при этом? Следующее поколение астронавтов собирается выяснить это. НАСА возвращается на Луну в следующих десятилетиях и планирует основать аванпост для длительного ее изучения. Похоже, они также будут изучать и геомагнитный хвост.
Дополнительная информация:
Магнитный хвост Земли - не единственный источник плазмы, который может зарядить Луну. Заряженные частицы поступают также из солнечного ветра; на самом деле большую часть времени солнечный ветер является главным источником. Но когда Луна входит в хвост, солнечный ветер оттесняется, а плазменный слой берет верх. Плазменный слой примерно в 10 раз жарче, чем солнечный ветер, и поэтому имеет намного больший эффект, когда речь идет об изменении баланса заряда на лунной поверхности. Электроны с температурой в 2 миллиона градусов в плазменном слое носятся как бешенные и многие из них попадают в лунную поверхность. Электроны солнечного ветра относительно холодные - их температура приблизительно 140 тысяч градусов, и меньшее их количество достигает ночной стороны луны.
Тони Филлипс
Цент космических полетов Годдарда, НАСА
Источник:
НАСА
Но это не так.
Группа ученых при поддержке НАСА обнаружила, что кое-что происходит каждый месяц, когда Луна попадает в магнитный хвост Земли.
"Хвост земной магнитосферы простирается далеко за орбиту Луны и раз в месяц Луна проходит сквозь него", - говорит Тим Стаббс (Tim Stubbs) из Университета Мэриленда, работающий в Центре космический полетов Годдарда. - "Это может привести к явлениям, варьирующимся от лунных "пылевых бурь" до электростатических разрядов".
Да, у Земли есть магнитный хвост. Это продолжение того же привычного нам магнитного поля, которое мы знаем по опыту, когда пользуемся компасом, ориентируясь на поверхности Земли. Вся наша планета завернута в пузырь магнетизма, происходящего из жидких течений в ядре Земли. В космическом пространстве солнечный ветер давит на этот пузырь и растягивает его, создавая длинный "геомагнитный хвост" в противоположной от направления ветра стороне.
Каждый может определить, когда Луна находится внутри хвоста. Только посмотрите: "Если луна полная, то она находится в магнитном хвосте", - говорит Стаббс. - "Луна входит в хвост за три дня до полнолуния и пересекает его примерно за 6 дней, выходя с другой стороны".
Именно в эти шесть дней могут происходить странные вещи.
Во время пересечения Луна вступает в контакт с гигантским "плазменным слоем", состоящим из заряженных частиц, захваченных хвостом. Самые легкие и самые подвижные из этих частиц, электроны, осыпают поверхность и заряжают ее отрицательно.
На солнечной стороне Луны этот эффект частично нейтрализуется солнечным светом: ультрафиолетовые фотоны выбивают электроны с поверхности, удерживая накопление заряда на относительно низком уровне. Однако на ночной стороне, в холодной лунной тьме, электроны накапливаются и электрические напряжения на поверхности могут достигать сотен и тысяч вольт.
Представьте как чувствует себя носок, вытягиваемый с треском из сушилки. Астронавты на Луне во время пересечения с хвостом могли бы об этом рассказать. Шагая по пыльному и заряженному лунному грунту, астронавты сами бы накопили кучу избыточного заряда. Прикосновение к другому астронавту, к дверной ручке или к чувствительной электронике - любое из этих простых действий могло бы вызвать нежелательный разряд. "Правильное заземление просто необходимо", - говорит Стаббс.
Грунт, между тем, может взлететь в небеса. Есть все больше и больше доказательств того, что мелкие частицы лунной пыли могут парить, электростатически отталкиваясь от поверхности. Это может создать временную ночную атмосферу из пыли, которая готова загрязнить скафандры, засорить аппаратуру, поцарапать лицевые пластинки (лунная пыль очень абразивна) и вообще осложнить жизнь космонавтов.
Что еще более удивительно, лунная пыль могла бы собираться в некое подобие полупрозрачного ветра. Под влиянием разности в накопленном потенциале плавающая пыль естественным образом перемещалась бы от сильно-отрицательной ночной стороны к слабо-отрицательной солнечной стороне. Этот эффект "пылевой бури" был бы наиболее сильным возле лунного терминатора, то есть линии раздела между ночью и днем.
Большинство из этого - чистые умозрительные построения, предупреждает Стаббс. Никто не может сказать с определенностью, что происходит на Луне, когда ударяет хвост магнитосферы, потому что никто не был там в нужный момент. "Астронавты с "Аполлона" никогда не приземлялись на полную Луну и никогда не испытывали действия магнитного хвоста", - объясняет он.
Самые лучшие прямые доказательства исходят от космического аппарата "Лунный разведчик" (Lunar Prospector), который находился на орбите Луны в 1998-99 годах и наблюдал за многими пересечениями с магнитным хвостом. Во время некоторых пересечений космический аппарат регистрировал сильные изменения в лунном электрическом напряжении, прыгающие "обычно от -200 до -1000 В", - говорит Джаспер Халекас (Jasper Halekas) из Беркли, который изучает данные десятилетней давности.
"Важно отметить", - говорит Халкас, - "что плазменный слой магнитосферы (откуда приходят все электроны) - это очень динамическая структура. Плазма все время двигается, постоянно качаясь вверх и вниз. Поэтому когда Луна проходит сквозь хвост, плазменный слой может пройтись по ней много раз, в зависимости от того, насколько динамично его состояние, при этом взаимодействия будут длится от минут до часов или даже дней".
"В результате можете себе представить, насколько динамична зарядовая обстановка на Луне. Луна может просто находиться в спокойном районе хвоста магнитосфреы, а потом эта горячая плазма резко начинает вихлять, заствляя электрический потенциал подскакивать до киловольта. Потом он так же быстро спадает".
Резкие перепады заряда были бы наиболее стремительными во время солнечных и магнитных бурь. "Это очень активное время для плазменного слоя, и нам нужно изучить, что при этом происходит", - говорит он.
Что происходит при этом? Следующее поколение астронавтов собирается выяснить это. НАСА возвращается на Луну в следующих десятилетиях и планирует основать аванпост для длительного ее изучения. Похоже, они также будут изучать и геомагнитный хвост.
Дополнительная информация:
Магнитный хвост Земли - не единственный источник плазмы, который может зарядить Луну. Заряженные частицы поступают также из солнечного ветра; на самом деле большую часть времени солнечный ветер является главным источником. Но когда Луна входит в хвост, солнечный ветер оттесняется, а плазменный слой берет верх. Плазменный слой примерно в 10 раз жарче, чем солнечный ветер, и поэтому имеет намного больший эффект, когда речь идет об изменении баланса заряда на лунной поверхности. Электроны с температурой в 2 миллиона градусов в плазменном слое носятся как бешенные и многие из них попадают в лунную поверхность. Электроны солнечного ветра относительно холодные - их температура приблизительно 140 тысяч градусов, и меньшее их количество достигает ночной стороны луны.
Тони Филлипс
Цент космических полетов Годдарда, НАСА
Источник:
НАСА
Комментариев нет:
Отправить комментарий