Не гладкая, а пористая: шероховатая поверхность Луны спасает её от Солнца

Тонкая экзосфера Луны, долгое время остававшаяся загадкой для ученых, стала объектом нового исследования, которое меняет наше представление о её происхождении.

Ранее считалось, что экзосфера Луны образуется за счет солнечного ветра и метеороидов. Однако, новые исследования, проведенные учеными из Венского технического университета и Бернского университета, показывают, что поверхность Луны обладает уникальной защитой от эрозии, вызванной солнечным ветром.

Для этого были использованы реальные образцы лунного грунта, привезенные в рамках миссии "Аполлон-16", которые подверглись воздействию ионов водорода и гелия, что моделировало солнечный ветер. Ранее эксперименты проводились с земными заменителями минералов, но новые данные удивили ученых. Выход частиц солнечного ветра оказался на порядок ниже, чем предполагалось по моделям экзосферы.

Причиной этого стало два ключевых фактора: шероховатость лунной поверхности и её пористость. Лунный грунт не гладкий, а невероятно шероховатый и пористый на микроскопическом уровне, что создаёт своего рода защитный экран. Когда солнечные ионы сталкиваются с таким ландшафтом, многие из них задерживаются в крошечных карманах или отражаются под углами, что значительно снижает их эрозионную силу.

Также высокая пористость лунного реголита дополнительно снижает количество материала, выбиваемого солнечным ветром. Эти результаты дают нам гораздо более реалистичные оценки того, как Луна теряет вещество в космосе, и показывают, что основной источник экзосферы Луны — это, вероятно, удары микрометеоритов, а не солнечное распыление.

Учёные создали трёхмерные компьютерные модели, которые продемонстрировали, как пористость и шероховатость лунной поверхности значительно снижают эффект эрозии, а сам процесс становится практически независимым от угла падения солнечных лучей. Эти данные объясняют, почему ранее космические наблюдения не совпадали с теоретическими предсказаниями.

Это открытие имеет важное значение для будущих космических миссий, таких как программа НАСА "Артемида" и миссия Европейского космического агентства "BepiColombo" к Меркурию, так как понимание взаимодействия солнечного ветра с безвоздушными поверхностями планет необходимо для планирования таких экспедиций.