1402
Місяць мільярди років зазнає впливу сонячного вітру, однак нові дані показують, що дві його півкулі переживали цю «бомбардування» неоднаково. Частинки, що б’ють по видимому й зворотному боках, прибувають із різною швидкістю й несуть різну енергію. Аналіз матеріалу, зібраного китайською місією «Чан’е-6», свідчить, що значною мірою за цей контраст відповідає магнітосфера Землі. Роботу опублікували в Nature Geoscience.
Сонячний вітер — це постійний потік швидких заряджених частинок від Сонця. Оскільки Місяць не має ані щільної атмосфери, ані глобального магнітного поля, ці частинки б’ють прямо по його поверхні. З часом місячний реголіт зберіг сліди цього впливу, діючи як природний архів летких речовин, зокрема благородних газів — гелію, неону, аргону, криптону й ксенону. Ці елементи майже не вступають у хімічні реакції, тож слугують надійними маркерами того, як частинки сонячного вітру проникали в ґрунт.
Донедавна дослідники могли вивчати зразки лише з видимого боку Місяця й не мали змоги напряму перевірити, чи справді впровадження сонячного вітру системно відрізняється між півкулями. Це змінилося, коли «Чан’е-6» доставив 1,935 грама реголіту з басейну Південний полюс — Ейткен на зворотному боці — уперше давши нагоду порівняти обидві півкулі.
Команда з Інституту геології та геофізики Китайської академії наук дослідила концентрації та ізотопний склад цих газів. Одна з найяскравіших відмінностей проявилася в ізотопах неону: реголіт «Чан’е-6» мав середнє співвідношення 20Ne/22Ne на рівні 11,34 — значно нижче за всі раніше вивчені зразки з видимого боку, але близьке до теоретичного значення після сильного фракціонування сонячним вітром. Це свідчить, що зворотний бік зазнав інтенсивнішого ізотопного фракціонування.
Криптон і ксенон дали додаткові докази того, що півкулі зазнавали дії частинок різної енергії. Під час поетапного нагрівання ксенон із матеріалу «Чан’е-6» вивільнявся переважно за високих температур одним піком, тоді як зразки «Чан’е-5» із видимого боку показали два піки. Це означає, що частинки сонячного вітру проникали значно глибше в реголіт зворотного боку, а для глибшого впровадження потрібна більша енергія — тобто зворотний бік зазнавав швидшого й енергійнішого сонячного вітру.
Пояснення — у «швидкість-регулюючому» ефекті магнітосфери Землі. Рухаючись навколо планети, Місяць іноді проходить крізь магнітооболонку — буферну зону навколо магнітосфери, — де сонячний вітер сповільнюється зі звичайних близько 400 км/с приблизно до 200 км/с. Це насамперед впливає на видимий бік, звернений до Землі: повільніші частинки не проникають так глибоко. Зворотний бік, завжди звернений геть від Землі, залишається під дією незбуреного, швидшого вітру. За оцінками, близько 25% сонячного впливу в місці посадки «Чан’е-5» припадало на цей повільніший потік.
Ці зразки зі зворотного боку дають перший прямий фізичний доказ того, що магнітосфера Землі керує швидкістю частинок сонячного вітру, які досягають різних частин Місяця. Дослідники також припускають, що важкі благородні гази в місячному ґрунті можуть бути «викопними записами» давніх взаємодій сонячного вітру з магнітосферою Землі. У поєднанні з палеомагнітними даними вони можуть дати новий спосіб простежити, як земне магнітне поле змінювалося впродовж мільярдів років, — а отже, Місяць зберіг приховані свідчення давньої історії магнітного щита нашої планети.
