У Луны почти нет собственного магнитного поля. Из-за этого поверхность спутника не защищена от солнечного ветра, который уничтожает его атмосферу и заряжает опасные частицы лунной пыли. Однако около 60 лет назад ученые заметили, что в некоторых районах Луны происходят резкие всплески магнитного поля. Иногда его сила превышает обычный фон в 10 раз.
С момента открытия эти аномалии, получившие название «лунные внешние магнитные усиления», оставались загадкой для исследователей. Было непонятно, почему они возникают и как достигают такой высоты, что их фиксируют космические аппараты. В новой статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters, команда ученых из Тайваня предложила первое убедительное объяснение. По их мнению, причиной является особый вид неустойчивости Кельвина — Гельмгольца.
Это физическое явление можно наблюдать на Земле, когда в небе появляются облака в виде волн. В космосе оно происходит, когда два потока плазмы движутся с разной скоростью. Ученые и раньше знали, что солнечный ветер сталкивается с крошечными магнитосферами, которые создают магнитные аномалии на поверхности Луны. Но считалось, что это взаимодействие не может выходить далеко за пределы места столкновения. Это не объясняло, почему магнитные поля фиксируются на высоте сотен километров.
Команда исследователей поняла, что в прошлых расчетах использовалась слишком простая математика. Они решили применить более сложные вычисления, чтобы создать точную модель происходящего. Для проверки своей идеи ученые провели компьютерное моделирование. Они смоделировали разные скорости солнечного ветра. При высокой скорости возникали быстрые ударные волны магнитного поля, которые шли вверх. Это полностью совпало с реальными данными космических аппаратов.
Даже при слабом ветре магнитное поле усиливалось в десятки раз. Волны от поверхности все равно поднимались вверх и создавали вторичные волны на большой высоте. Важнее всего то, что результаты моделирования точно совпали с настоящими наблюдениями аппарата Lunar Prospector, сделанными еще в 1998 году.
Это открытие может быть полезно не только для Луны. Ученые считают, что похожий процесс происходит на Марсе. Недавние данные подтвердили, что в марсианской плазме также может возникать неустойчивость Кельвина — Гельмгольца. Там есть такие же аномалии коры, как на Луне. Таким образом, новая модель может помочь понять космическую среду и на других слабо намагниченных небесных телах, пишет Universe Today.
