Ученые разгадали тайну нестабильной магнитосферы Луны

Луна почти не имеет собственной магнитосферы. Солнечный ветер бьет по поверхности, сдувает остатки атмосферы и заряжает пыль. При этом в лунном грунте есть магнитные аномалии, которые создают мини-магнитосферы. Когда солнечный ветер с ними сталкивается, потоки плазмы начинают двигаться с разной скоростью. Возникает сдвиг скоростей, который и запускает физическую неустойчивость. На Земле подобный процесс заставляет облака принимать форму морских волн.

Раньше физики применяли простые уравнения и считали, что плазма ведет себя нестабильно только там, где солнечный ветер напрямую сталкивается с магнитным полем. Старые модели не объясняли, почему космические аппараты так высоко фиксируют всплески.

Команда Шу-Хуа Лай использовала сложную математику и построила три симуляции для разной скорости солнечного ветра. Оказалось, что при быстром ветре появляются ударные волны, которые стремительно уходят вверх. Если ветер медленный, образуются вихри. Поле на границе становится в 30 или 40 раз сильнее фона, а волны от вихрей поднимаются в плотную плазму и порождают вторичные волны на больших высотах.

Новые расчеты точно совпали с данными аппарата Lunar Prospector за 1998 год. Авторы изменили математическую модель и смогли полностью объяснить поведение космической плазмы. Теперь этот механизм поможет изучить другие слабо намагниченные тела в Солнечной системе. Например, аналогичные процессы идут на Марсе. Там в коре тоже существуют магнитные аномалии, а зонд MAVEN уже зафиксировал такую же плазменную неустойчивость. В будущем лунная миссия Lunar Vertex соберет новые данные об этих аномалиях.

Иллюстрация NASA