Магнит Луны: От поверхности и выше
Солнце, как известно, непрерывно испускает поток быстро летящих заряженных частиц, плазму солнечного ветра. Движется он во всех направлениях, на скорости в миллионы километров в час, и когда особенно плотный участок солнечного ветра начинает взаимодействовать с глобальным магнитным полем Земли, могут происходит геомагнитные бури, способные нарушить работу электронных систем и электроэнергетики. Магнитное поле планеты замедляет частицы солнечного ветра и само деформируется под его давлением, прогибаясь и создавая ударную волну, которая тянется на многие тысячи километров над атмосферой дневной стороны.
С Луной все иначе. Лишенная собственного магнитного поля, она практически беззащитна перед бомбардировкой солнечного ветра. Принято считать, что солнечный ветер врезается в лунную поверхность без каких-либо проблем. Однако данные, полученные в последнее время с работающих над Луной космических аппаратов, несколько усложняют эту картину. Над дневной стороной спутника все-таки происходит нечто необычное.
На высотах до 10 тыс. км над поверхностью Луны фиксируются таинственные потоки ионов и электронов, создающие турбулентные возмущения в потоке солнечного ветра, меняя направление и скорость движения его частиц, их плотность. Эти детали замечены и американским зондом Lunar Prospector, и японским Kaguya (SELENE), и китайским Chang′e-2, и индийским Chandrayaan-1. А зонд ARTEMIS, помимо электронов и ионов, обнаружил недавно еще и электромагнитные и электростатические волны, возникающие в плазматическом потоке солнечного ветра на еще более значительном расстоянии от Луны. Эта область напоминает зону «форшока», предварительных возмущений в магнитных полях солнечного ветра, существующую далеко за головной ударной волной в земной магнитосфере. Для не имеющей магнитного поля Луны ее наличие оказалось большим сюрпризом.
Происходящее помогла объяснить компьютерная симуляция: она показала, что у самой поверхности Луны под действием солнечного излучения и частиц самого солнечного ветра возникают сложные динамичные электрические поля. Моделирование показало, что они могут ускорять электроны, выбитые из атомов ультрафиолетовыми лучами Солнца. Потоки же ионов создаются из частиц самого солнечного ветра, которые взаимодействуют со слабыми остаточными магнитными полями, сохранившимися в некоторых регионах Луны, и отражаются ими обратно в космос. Как правило, это протоны, потоки которых имеют форму, напоминающую фонтаны.
Как ни удивительно, электромагнитные поля, простирающиеся лишь на несколько метров выше лунной поверхности, способны вызывать турбулентные возмущения в солнечном ветре за тысячи километров от нее. Подобные явления наверняка происходят и в окрестностях других тел Солнечной системы, не имеющих собственного глобального магнитного поля.
По пресс-релизу NASA