Обратната страна на Луната получава частици от слънчевия вятър с почти пълна скорост, докато страната, обърната към Земята, е ударена от същия вятър, след като е бил забавен почти наполовина, според проучване, публикувано наскоро в списанието Nature Geoscience.
Откритието, базирано на първия по рода си анализ на благороден газ на проби от обратната страна на Луната, върнати от китайската мисия Chang’e 6 през 2024 г., показва, че магнитосферата на Земята действа като естествен „регулатор на скоростта“ – отклонявайки и забавяйки слънчевия вятър, преди да достигне близката страна – и че ефектът е постоянно заключен в записа на благородните газове в почвата.
Слънчевият вятър – непрекъснат поток от заредени частици от слънцето – е основният носител на летливи елементи в Слънчевата система. На Земята силно глобално магнитно поле блокира по-голямата част от този приток, докато продължаващата геоложка дейност непрекъснато изтрива древните магнитни подписи на планетата.
Луната, напротив, е геологично неподвижна и й липсва както глобално магнитно поле, така и защитна атмосфера. Това оставя повърхността му напълно изложена на слънчевия вятър и позволява на неговия реголит да действа не само като пасивен колектор, но и като дългосрочна „капсула на времето“, запазвайки архив от взаимодействия между слънцето, луната и Земята в продължение на милиарди години.
Използвайки почвени проби, извлечени от басейна на Южния полюс-Ейткен, най-старият и най-големият ударен басейн на обратната страна на Луната, китайски изследователи анализираха пет благородни газа – хелий, неон, аргон, криптон и ксенон – чиято химическа инертност им позволява да запазят запис на физическите процеси, настъпили преди и след като са били хванати в реголита.
При сравняване на пробите от далечната страна с предишни записи от Chang’e 5, събрани на почти идентична географска ширина, екипът установи, че криптонът и ксенонът са били освободени почти изключително при високи температури в един пиков модел, докато пробите от близката страна показват различен бимодален модел, както с ниски, така и с високотемпературни пикове.
„Криптонът и ксенонът са тежки благородни газове, които почти не дифундират, след като бъдат хванати в реголитни зърна“, каза Zhang Xuhang, първи автор на изследването и постдокторантски изследовател в Института по геология и геофизика на Китайската академия на науките.
„Тяхната температура на освобождаване директно отразява първоначалната дълбочина на имплантиране – което показва, че частиците на слънчевия вятър са проникнали много по-дълбоко в почвата от другата страна при условия на пълна скорост, докато близката страна е получила значителна част от забавения слънчев вятър, образувайки по-плитък, нискотемпературен компонент,” каза Джанг.
Симулациите показват, че когато Луната преминава през магнитообвивката на Земята – турбулентния външен слой на нейния магнитен щит – нормалният слънчев вятър се забавя от приблизително 400 километра в секунда до около 200 километра в секунда. На мястото за кацане на Chang’e 5 този по-бавен вятър представлява около 25 процента от общото излагане на слънчев вятър, докато от другата страна слънчевият вятър никога не се забавя.
Джан отбеляза, че откритията оспорват дългогодишното предположение, че магнитното поле на Земята просто блокира слънчевия вятър. Вместо това той действа като „регулатор на скоростта“, като селективно забавя частиците, които достигат до лунната страна.
„Луната предлага различен прозорец – можем да използваме днешните наблюдения, за да проследим състоянието на магнитното поле на Земята в дълбокото минало, перспектива, която не е била изследвана преди“, каза той.
He Huaiyu, съответен автор на изследването и професор в института, каза, че чрез анализиране на тежки благородни газове в по-стари близки проби, като проби от сондаж Chang’e 5, учените биха могли по принцип да възстановят как границата между магнитосферата на Земята и слънчевия вятър се е изместила във времето.