Ученые объяснили, почему пыль на Луне быстро перемещается при отсутствии там ветра

Последнее место, где стоит искать бури, — это Луна. Тем не менее, на ее поверхности есть завитки, которые выглядят так, будто их там создал ветер. Поскольку на Луне нет атмосферы, планетологам пришлось искать другую причину. Оказывается, существует связь с местными магнитными аномалиями и взаимодействием с лунной топографией.

Вереницы — это узоры альбедо на поверхности Луны, и они годами заставляли планетологов обсуждать их причину. Их видно с Земли, хотя только в 1966 году Лунному орбитальному аппарату НАСА II удалось получить четкое изображение одного из них. Одна из крупнейших, Райнер Гамма, видна в любительский телескоп.
Новое исследование ученых из Института планетологии под руководством планетолога Деборы Доминг изучило текстуру поверхности, на которой появляются эти завитки. Они осмотрели одно место в Маре Ингении, используя фотометрический анализ, чтобы определить причину. Этот метод учитывает, как материал рассеивает свет и как эти рассеивающие свойства изменяются по мере изменения геометрии освещения (угол солнечного света к поверхности) и обзора (положение вашего космического корабля).
За прошедшие годы лунные наблюдатели придумали несколько объяснений этим странным отметкам. Удары комет могут вызвать по поверхности водовороты пыли. Такие столкновения могут также объяснить магнитные аномалии, связанные с вихрями.
Также весьма вероятно, что солнечный ветер играет свою роль. Это частое явление, и оно может объяснить, почему некоторые водовороты со временем меняются быстрее. В этом случае магнитная аномалия защищает светлый реголит (материал лунной поверхности), на котором могли быть обнажены силикаты. Это объясняет вихревой рисунок, поскольку экранированный материал будет ярче, чем материалы вне магнитного поля. Однако спектральные свойства не всегда совпадают со свойствами экранированных материалов.
Возможно, магнитные поля разделяют и улавливают электростатически левитирующую пыль. Это наименьший размер из всей лунной пыли, состоящий из минералов, более ярких, чем пылинки большего размера. Те, что побольше, труднее перемещать электростатически. Более темная пыль включает небольшие включения железа нанометрового размера. Более вероятно, что он будет магнитно отделен и отложен в темных областях вихрей. По иронии судьбы, один из способов производства этого железа нанометрового размера — это излучение солнечного ветра.
С этим связана идея, согласно которой слабые электрические поля, созданные в результате взаимодействия с магнитными аномалиями и плазмой солнечного ветра, могут притягивать или отталкивать мелкие частицы пыли. Другая теория, предложенная учеными в 2022 году, гласит, что топография также может играть роль в расположении водоворотов.
В ходе фотометрического анализа команда обнаружила, что шероховатость от зерна к зерну была одинаковой во всей области вихря. Однако почва в темных переулках имеет зерна более сложной структуры. Кроме того, они обнаружили, что состав светлых и темных областей различен, что соответствует ожиданиям от сбора и разделения пыли.
Доминг считает, что теперь они смогут лучше понять происхождение этих странных водоворотов. «Факты, в том числе недавняя корреляция топографических минимумов с яркими областями водоворотов, говорят о том, что в их формировании участвует более одного процесса», — сказала она. «Мы определенно видим доказательства того, что яркие области меньше излучаются, но это не объясняет всех свойств вихрей. Действует что-то еще, и текстуры позволяют предположить, что сбор и сегрегация пыли — часть истории».