Новое исследование лунных пород, доставленных на Землю миссией «Аполлон-16», заставило ученых пересмотреть свои взгляды на происхождение крайне разреженной газовой оболочки Луны, известной как экзосфера. Ранее считалось, что значительный вклад в ее формирование вносит солнечный ветер — поток заряженных частиц, который постоянно бомбардирует лунную поверхность и выбивает из нее атомы. Однако последние эксперименты показали, что этот процесс был сильно переоценен.
Как сообщает издание SciTechDaily, исследователи из Венского технического университета совместно с международными коллегами впервые провели высокоточные лабораторные опыты с использованием настоящих образцов лунного грунта. Прежние модели основывались на теоретических расчетах и не учитывали реальную структуру лунной поверхности, которая оказалась не гладкой, а пористой. Именно эта особенность кардинально меняет картину взаимодействия с солнечным ветром.
В ходе экспериментов ученые применили специально разработанные кварцевые микровесы, что позволило с высокой точностью измерить потерю массы лунного материала под воздействием ионного облучения. Параллельно было проведено трехмерное компьютерное моделирование, учитывающее пористую и рыхлую структуру реголита — слоя пыли, покрывающего Луну. Выяснилось, что попадая в микроскопические полости грунта, ионы солнечного ветра теряют свою энергию в многократных столкновениях, вместо того чтобы сразу выбивать атомы с поверхности.
В результате реальная скорость эрозии лунной поверхности оказалась почти на порядок ниже, чем предполагали предыдущие расчеты. Эти данные не только объясняют, почему прежние модели были неверны, но и подтверждают выводы другого недавнего исследования. Оно, основываясь на изотопном анализе образцов, также пришло к заключению, что на протяжении геологических эпох доминирующим источником частиц для лунной экзосферы являются удары микрометеоритов, а не воздействие солнечного ветра.
Полученные результаты имеют большое значение для будущих космических миссий. Глубокое понимание механизмов поверхностной эрозии необходимо для правильной интерпретации данных, которые будут получены в рамках программы НАСА «Артемида» и миссии «БепиКоломбо» по изучению Меркурия. Новые открытия вносят важнейший вклад в современную планетологию и уточняют наши знания о ближайшем к Земле небесном теле.