< Самый высокий пик Мимаса

Как солнечные шторма вызывают молнии на полюсах Луны

Мощные солнечные шторма (корональные выбросы) способны сильно заряжать частицы реголита в холодных, вечно затененных околополярных кратерах Луны. Искры пробоя, проскакивающие в результате такой зарядки, способны расплавлять и испарять частицы грунта не хуже метеоритных ударов. Следы этого процесса смогут обнаружить будущие исследовательские миссии, предназначенные для изучения полярных областей Луны.

---

Владислава Ананьева

Луна практически лишена атмосферы, поэтому ее поверхность подвергается жесткому воздействию космической радиации, сильному перепаду температур и ударам метеоритов, врезающихся в грунт на скоростях десятки километров в секунду. Постоянная микрометеоритная бомбардировка взрыхлила верхний слой лунной поверхности, образовав реголит – рыхлую смесь камней, песка и пыли. Около 10% вещества реголита было расплавлено или испарено метеоритными ударами. Как оказалось, искры, вызванные корональными выбросами в холодных вечно затененных кратерах Луны, способны расплавить такое же количество грунта. Соответствующее исследование было опубликовано 31 августа 2016 года в онлайн-версии журнала Icarus.

Вспышки на Солнце и коронарные выбросы приводят к испусканию в космос мощных потоков высокоэнергичных заряженных частиц (электронов и ионов). Атмосфера Земли защищает нас от этих потоков, однако на Луне они беспрепятственно сталкиваются с грунтом. Тяжелые положительно заряженные ионы не могут проникнуть далеко в грунт, зато легкие отрицательно заряженные электроны могут. В результате образуются два слоя разделенных зарядов – положительный у самой поверхности и отрицательный немного глубже. Как правило, эти заряды сравнительно невелики и не приводят к пробою.

Однако в очень холодных, постоянно затененных областях на Луне ситуация меняется. Из-за очень низких температур проводимость лунного грунта сильно падает, заряды накапливаются, и во время сильных солнечных штормов происходит пробой диэлектрика – многочисленные маленькие молнии, пробивающие в зернах грунта каналы или даже взрывающие отдельные частицы. Лабораторные эксперименты показали, что на малых масштабах пробой диэлектрика подобен крошечному взрыву. По расчетам Эндрю Джордана (Andrew Jordan), ведущего автора опубликованного исследования, и его коллег, этот процесс перерабатывает полярный реголит с той же интенсивностью, что и удары метеоритов. 

Вообще говоря, процесс электризации диэлектриков под действием космической радиации давно известен, именно он является основной причиной сбоев космических аппаратов. На этот опыт и опирались исследователи в своих расчетах. 

Почему это интересно и важно?

Вечно затененные области на Луне являются холодными ловушками, в которых накапливаются отложения летучих веществ, например, водяного льда. Исследование этого льда важно и для будущего освоения Луны, и для изучения истории Луны. Однако для расшифровки «ледяной летописи» важно знать, как лунное вещество не сохраняется неизменным, что оно изменялось под действием различных факторов космической погоды – ударов метеоритов и электростатического воздействия солнечных штормов.

Видеоролик, посвященный LRO и изучению вечно затененных кратеров Луны:
https://www.youtube.com/watch?v=E4mI-AFfSl8

Источник: http://solarsystem.nasa.gov/news/2017/01/08/nasa-study-finds-solar-storms-could-spark-soils-at-moons-poles

---