Физики объяснили, почему на Луне образуются левитирующие скопления пыли
Российские физики выяснили, что существование левитирующих скоплений пыли на видимой стороне Луны связано с длительностью лунного дня и взаимодействием между магнитным полем Земли и электрически заряженными частицами материи. Статью с описанием их исследования опубликовал научный журнал Physics of Plasmas.
"Сейчас планируются миссии "Луна-25" и "Луна-27". Они будут изучать свойства пыли и пылевой плазмы у поверхности Луны. Для их успеха необходимы предварительные исследования. Мы объяснили, как происходит перенос пыли над лунной поверхностью с учетом влияния магнитных полей в хвосте магнитосферы Земли", - пояснил авторов работы, профессор Сергей Попель.
Поверхность Луны и многих других спутников планет Солнечной системы, в том числе Фобоса и Деймоса покрыта тонким слоем из пыли, которая представляет собой перемолотые остатки микрометеоритов и небольших астероидов. Ученые предполагают, что эти частицы представляют опасность как для здоровья участников экспедиций, так и для работы электронных приборов посадочных систем.
Как объясняют Попель и его коллеги, эта опасность связана с тем, что пыль на Луне и спутниках Марса периодически отрывается от их поверхности, приобретает электрический заряд и начинает парить над поверхностью планеты. В результате этого она будет "прилипать" к обшивке космических кораблей и скафандрам космонавтов. Следы существования опасных частиц можно увидеть на многих фотографиях "лунных закатов", на которых заметна светящаяся пелена у горизонта Луны.
Физиков давно интересует, как возникают подобные облака заряженных частиц пыли и какие физические принципы управляют их последующими миграциями. Российские ученые получили ответ на этот вопрос в ходе изучения того, как на движения частиц пыли влияют два противоположно действующих физических феномена - гравитация Луны и магнитное поле Земли.
Первая сила заставляет частицы пыли постепенно падать на Луну, а вторая - способствует приобретению ими электрического заряда и заставляет их подниматься на высоту в несколько метров от поверхности естественного спутника Земли. В прошлом, ученые считали, что совместное действие и того, и другого феномена на частицы лунной пыли будет заставлять их колебаться в пространстве, однако в реальности лунные облака пыли чаще всего левитируют, висят на одной и той же высоте, а не движутся вверх и вниз.
Попель и его коллеги выяснили, что существование левитирующих скоплений пыли на Луне связано с двумя факторами - высокой продолжительностью лунного дня (около 15 земных суток), а также особым взаимодействием между заряженными частицами пыли и "магнитным хвостом" Земли. Благодаря его действию, облака левитирующей пыли могут существовать фактически во всех регионах видимого полушария Луны, а не только в некоторых его уголках.
Что интересно, расчеты российских ученых показали, что левитирующие облака из пыли не могут существовать на поверхности лун Марса, так как день на них длится меньше, чем требуется времени на затухание колебаний, которые порождаются действием притяжения Фобоса и Деймоса на заряженные частицы пыли. Эти различия в поведении Луны и марсианских естественных спутников необходимо учитывать при подготовке пилотируемых и роботизируемых миссий.
