Луна миллиарды лет принимает удары солнечного ветра — потока заряженных частиц от Солнца. Долгое время оставалось загадкой, почему два ее полушария испытывают это воздействие по‑разному. Ответ нашли благодаря образцам лунного реголита, доставленным миссией «Чанъэ‑6»: аппарат привез 1,935 грамма грунта из бассейна Южный полюс — Эйткен на обратной стороне Луны. Это впервые позволило сравнить, как солнечный ветер «оставляет следы» в грунте разных сторон спутника.
Исследования проводила группа под руководством Института геологии и геофизики (ИГГ) Китайской академии наук (КАН).совместно с коллегами из Китайского университета науки и технологий и команда проекта «Чанъэ‑7». Ученые провели изотопный анализ реголита и определили состав благородных газов — гелия, неона, аргона, криптона и ксенона: они служат надежными индикаторами воздействия солнечного ветра.
Показательным оказался изотопный состав неона: соотношение 20Ne/22Ne в образцах «Чанъэ‑6» составило 11,34 ± 0,22. Значение ниже, чем в ранее изученных пробах, и близко к оценкам для сильного фракционирования под действием солнечного ветра — это говорит о более интенсивном воздействии на обратную сторону Луны.
Замедленный солнечный ветер преимущественно достигает видимой стороны Луны, поэтому частицы внедряются в ее грунт на меньшую глубину. Обратная сторона остается под воздействием практически невозмущенного солнечного ветра.
Различия видны и в высвобождении тяжелых благородных газов. При ступенчатом нагреве ксенон из образцов «Чанъэ‑6» выходил одним пиком при высоких температурах, а в пробах «Чанъэ‑5» (с ближней стороны) — двумя пиками: и при низких, и при высоких. Это подтверждает, что ионы глубже проникали в реголит обратной стороны.
Разница связана с магнитосферой Земли: когда Луна проходит через магнитослой, скорость солнечного ветра падает с 400 до 200 км/с. Замедленный поток в основном достигает ближней стороны, из‑за чего ионы слабее внедряются в грунт. По оценкам, примерно 25% воздействия на район посадки «Чанъэ‑5» было ослаблено, а на место посадки «Чанъэ‑6» этот эффект не распространялся.
Результаты в Nature Geoscience показывают, что взаимодействие в системе Солнце — Земля — Луна сложнее, чем считалось. Тяжелые инертные газы в лунном грунте могут служить «ископаемыми свидетельствами» прошлых взаимодействий магнитосферы Земли и солнечного ветра и помогут реконструировать эволюцию магнитного поля планеты вместе с палеомагнитными данными.
Ранее Наука Mail рассказывала, что космический аппарат New Horizons отслеживает замедление солнечного ветра.