Исследователи Венского технического университета (TU Wien) приблизились к разгадке тайны происхождения лунной экзосферы — тонкого слоя газа, окружающего спутник. Ранее считалось, что ключевым механизмом образования экзосферы является воздействие частиц солнечного ветра, но новые данные показывают, что его влияние сильно переоценено.
Хотя учёные не исключили полностью роль солнечного ветра в формировании экзосферы, они пришли к выводу, что предыдущие компьютерные модели не учитывали шероховатость и пористость реального лунного реголита. Это привело к переоценке его вклада в этот процесс.
Профессор Фридрих Омайер из Института прикладной физики Венского технического университета объясняет, что, в отличие от Земли, Луна не имеет плотной атмосферы, а окружена тонким слоем, состоящим из отдельных атомов и молекул – экзосферой. Понимание её происхождения остаётся одной из главных загадок лунной науки.
Ранее считалось, что экзосфера образована либо частицами, выброшенными при падении микрометеоритов на поверхность Луны, либо солнечным ветром, падающим на поверхность Луны. Однако точные экспериментальные данные о влиянии солнечного ветра до сих пор отсутствуют.
Чтобы выяснить эти механизмы, исследовательская группа Венского технического университета провела высокоточные эксперименты с реальными образцами лунного реголита, доставленными миссией NASA «Аполлон-16» в 1970-х годах. Йоханнес Бретцнер, ведущий автор исследования, отмечает, что потерю массы веществ под воздействием ионов можно измерить с высокой точностью с помощью кварцевой микровесовой ячейки.
Обратите внимание: Все больше украинцев обучаются в польских университетах. После окончания школы они хотели бы уехать дальше на Запад.
Одновременно с этим было проведено масштабное трёхмерное моделирование, учитывающее реальную структуру и пористость реголита.Сравнивая результаты с предыдущими оценками, было обнаружено, что фактический вклад частиц, выбрасываемых солнечным ветром, в формирование экзосферы в несколько раз ниже ожидаемого. Анализ данных выявил причину: пористая и рыхлая структура лунной поверхности значительно ослабляет воздействие солнечного ветра. Падающие ионы теряют энергию, сталкиваясь с микроскопическими нерегулярными структурами, а не выбивая атомы с поверхности.
Аумайр подчеркнул, что это исследование не только предоставляет первое экспериментально подтверждённое доказательство влияния солнечного ветра, но и помогает раскрыть ещё одну загадку Луны. Недавний изотопный анализ образцов, полученных с миссии «Аполлон», показал, что основным источником экзосферы в геологических масштабах времени являются удары микрометеоритов, а не солнечный ветер. Новые данные независимо подтверждают этот вывод.
Результаты исследования могут быть полезны для будущих миссий, таких как программа НАСА «Артемида», целью которой является создание постоянной базы на Луне. Понимание природных процессов на поверхности Луны может помочь более эффективно использовать её ресурсы. Результаты данного исследования также могут помочь в интерпретации данных миссии BepiColomb (совместный запуск ЕКА и JAXA), которая в ближайшие годы проведёт первые прямые измерения экзосферы Меркурия.
Исследование было опубликовано в журнале .
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.