Раскрыта загадка частиц земной атмосферы на Луне

До сих пор считалось, что их принесло туда миллиарды лет назад, но на самом деле, похоже, они оседают на лунной поверхности ежемесячно.
Иллюстрация переноса частиц из земной атмосферы на Луну по линиям магнитного поля
Иллюстрация переноса частиц из земной атмосферы на Луну по линиям магнитного поляИсточник: University of Rochester illustration / Shubhonkar Paramanick

На Луну регулярно попадает вещество из атмосферы Земли, пишут исследователи из Университета Рочестера (США) в Communications Earth & Environment. По словам ученых, они привыкли считать, что сильное магнитное поле нашей планеты не выпускает атмосферные частицы в космос, но теперь выяснилось нечто неожиданное: именно земная магнитосфера их на Луну и доставляет.

После доставки на Землю образцов лунного грунта планетологи с удивлением обнаружили в нем «встроенные» в структуру минералов молекулы воды, а также углекислый газ, азот, гелий и другие летучие вещества. В лунной среде при полном отсутствии у нее атмосферы и глобального магнитного поля они долго сохраняться не могут, а значит, что-то их туда постоянно поставляет.

Предполагалось, что это солнечный ветер: от Солнца действительно вылетают и такие атомы. Но, например, с азотом в этом смысле наблюдается явная неувязка: во-первых, его на Луне для этого слишком много, а во-вторых, лунный азот заметно отличается от солнечного по «качеству» — по своему изотопному составу. Зато очень похож на азот земной — тот, что составляет 78% объема нашей атмосферы. Напомним, изотопы — это разновидности атомной структуры одного и того же элемента, которые отличаются друг от друга количеством нейтронов в ядре.

«Восход Земли» — знаменитая фотография, сделанная в ходе миссии «Аполлон-8» астронавтом Уильямом Андерсом
«Восход Земли» — знаменитая фотография, сделанная в ходе миссии «Аполлон-8» астронавтом Уильямом Андерсом

Озадаченные исследователи стали размышлять, каким образом частицы земной атмосферы могли преодолеть 384 тысячи километров — именно столько составляет среднее расстояние между Землей и Луной. А главное — как вообще эти частицы могли вылетать в космос в наблюдаемых количествах: магнитное поле планеты не только служит щитом от вредоносных частиц от Солнца и всей галактики, но и удерживает собственное вещество атмосферы внутри нее.

Ученым оставалось только предположить, что земные частицы осели на Луне более четырех миллиардов лет назад, когда у нашей планеты еще не было сильного магнитного поля. В нынешнем исследовании это решили проверить с помощью компьютерного моделирования и получили удивительный результат: на самом деле в отсутствие у Земли магнитного поля частицы ее атмосферы очень слабо усеивают собой лунную поверхность, зато успешно и в больших количествах переносятся с Земли современной.

Как объяснили планетологи, это происходит каждый лунный месяц, то есть во время каждого оборота вокруг Земли ее естественного спутника — в тот момент, когда планета расположена между Солнцем и Луной. В это время Луна попадает в длинный хвост земной магнитосферы, который тянется от нее по направлению от Солнца более, чем на миллион километров. Вдоль силовых линий магнитного поля постоянно перемещаются атмосферные частицы, а значит, Луна регулярно оказывается под этим «душем».

Ранее астрономы поделились прогнозом, по которому из-за Луны земные сутки будут длиться 1000 часов.