Загадка асимметричного облака пыли над Луной
Странное асимметричное облако пыли окутывает Луну, постоянно наклоняясь в сторону от солнечного света. Новое исследование может наконец объяснить, как образование этого облака приобрело свою форму.
Большая часть поверхности Луны покрыта серым слоем пыли и мелких камней, известным как реголит. Этот слой образуется в результате постоянных ударов микрометеороидов — крошечных космических камней, образованных при столкновениях астероидов и комет. Без защитной атмосферы, которая на Земле сжигает микрометеороиды, как «падающие звезды», Луна ежедневно подвергается воздействию нескольких тонн этих космических тел. Удары причиняют разрушение горных пород реголита, превращая их в пыль.
Микрометеороиды также поднимают лунную пыль. В 2015 году исследователи обнаружили, что восходящая пыль образует огромное облако, поднимающееся на несколько сотен миль над лунной поверхностью. Облако очень разряжено и невидимо невооруженным глазом, как отметил Себастьен Веркерк, постдокторант Национального центра космических исследований во Франции.
«Максимальная плотность, измеренная в этом облаке, составила всего 0,004 частицы на кубический метр (эквивалентно 4 пылинкам в элеваторе для зерна)», — сказал он. Однако облако отличается асимметрией: больше пыли присутствует на дневной стороне Луны, чем на ночной. Фактически, оно «плотнее всего близко к поверхности рядом с терминатором рассвета», отметил Веркерк, говоря о резкой линии, разделяющей свет и тьму на лунной поверхности.
Исследователи первоначально связывали эту асимметрию с определенными группами метеороидов, траектории которых приводят к более частым ударам по дневной поверхности. Однако очевидная разница между днем и ночью на Луне — температура — привлекла внимание Веркерка.
В то время как лунная поверхность часто раскалена в течение дня, температуры превышают самые высокие показатели на Земле, ночная Луна в четыре раза холоднее, чем Антарктида. Этот огромный температурный перепад, достигающий 285 градусов по Цельсию, заставил Веркерка и его соавторов задуматься, могут ли они объяснить асимметричное поведение облака.
Для проверки этой гипотезы Веркерк и его коллеги из университетов США и Европы обратились к компьютерным моделям. Команда смоделировала микро-метеороиды размером с человеческий волос, сталкивающиеся с лунной пылью при двух температурах: 233 градуса по Фаренгейту и минус 297 градусов по Фаренгейту, соответствующими средним дневным и предрассветным температурам Луны.
«Выброшенные пылинки затем отслеживались для мониторинга их распределения в пространстве», — сказал Веркерк. Исследователи также повторили симуляции, варьируя компактность поверхности.
Они обнаружили, что метеороиды, попадающие в «пухлую» поверхность, поднимают меньше пыли, потому что «пухлость» поверхности смягчает удары. Напротив, метеороиды, сталкивающиеся с более компактными поверхностями, создают большие объемы медленно движущихся частиц. Это различие может указывать на то, что облака пыли могут свидетельствовать о плотности поверхности Луны.
Более того, метеороиды, попадающие днем, поднимают на 6-8% больше пыли, чем те, что ударяются ночью. Большее количество пыли, поднимаемое в дневное время, а также более высокая энергия частиц, могут объяснить избыток пыли на дневной стороне Луны.
Исследователи планируют расширить свои исследования на другие небесные тела в Солнечной системе, которые подвержены ударам мелких метеороидов. Веркерк отметил, что особенно интересным объектом является Меркурий, где температура значительно выше, чем на дневной поверхности Луны. Это должно привести к еще более выраженной асимметрии облака пыли.
Команда надеется виртуально воспроизвести это наблюдение, которое также будет изучено в рамках миссии «БепиКоломбо» к Меркурию.
