Те, як саме дме сонячний вітер у міжпланетному просторі, має велике значення для безпеки астронавтів на Місяці. Використовуючи дані кількох місій NASA, науковці виявили, що вітер з швидких частинок від Сонця, може спричинити розгойдування хвоста земного захисного магнітного «пузиря», як це відбувається з вітровказом при сильному вітрі. Такий рух може змістити хвіст так далеко від центрального напрямку, що Місяць опиниться під дією заряджених частинок. Це відкриття, що вказує на раніше невідому небезпеку (коли Місяць стає без захисту від сонячної активності), допоможе науковцям та інженерам підготуватися до майбутніх місячних місій.
Сонце випромінює не тільки життєдайне світло, але і високошвидкісні частинки — сонячний вітер. У моменти посилення такого вітру, коли в ньому переважають високоенергетичні частинки, він може завдати шкоди штучним супутникам та людині в космосі. Тимчасом як Земля в безпеці всередині свого магнітного пузиря — магнітосфери, Місяць постійно потрапляє у витягнутий хвіст цього захисного пузиря, коли він обходить планету. Протягом 25% часу Місяць перебуває позаду Землі (в системі Сонце — Земля — Місяць, Ред.) у фазі повного Місяця. У цей відтинок часу він міститься всередині магнітосфери і досі вважали, що перебуває під захистом магнітного поля нашої планети. Але результати нового дослідження, які оприлюднив Journal of Geophysical Research: Space Physics («Журнал геофізичних досліджень: космічна фізика»), вказують на те, що це не завжди так.
Коли дме сонячний вітер, магнітосфера Землі може зазнавати коливань. Якщо вони достатньо сильні, Місяць може зазнавати впливу сонячної радіації. Фото з сайту www.nasa.gov.
Раніше науковці показали, що досить далеко від Землі — на відстані 1 280 000 км від планети — сонячний вітер може змусити хвіст магнітосфери розгойдуватися. Нове дослідження виявило, що це також відбувається лише на третині тієї відстані, де обертається Місяць. У періоди високої сонячної активності, Сонце може випускати «додаткові порції» речовини в сонячному вітрі, які спричиняють появу ударних хвиль, що поширюються по всій Сонячній системі. Коли ці ударні хвилі досягають Землі, вони своїм тиском змінюють форму магнітосфери, яка вже має форму, схожу на вітровказ, завдяки тиску частинок сонячного вітру. Якщо вітер, що йде услід ударній хвилі, досить сильний, він може спричинити додаткове зміщення магнітосфери, внаслідок чого Місяць опиниться під впливом сонячного вітру навіть тоді, коли він міститься прямо за Землею.
Нове відкриття вдалося зробити за даними спостережень, виконаних за допомогою кількох космічних апаратів NASA, однієї швидкісної ударної хвилі, яка дійшла до Землі у 2012 році, рухаючись зі швидкістю понад 2,7 мільйона км/год. Уперше цю хвилю було виміряно за допомогою космічних зондів Advanced Composition Explorer («Передовий зонд складу») та Cluster and Wind missions («Місія щільності й вітру»), які розташовані між Землею та Сонцем. Через годину зміни в магнітному середовищі були помічені космічними зондами місії THEMIS-ARTEMIS (місія THEMIS вивчає зміни магнітосфери Землі під дією сонячного вітру — Ред.): прискорення, відновлення, турбулентність та електродинаміку взаємодії Місяця із Сонцем. Місія THEMIS-ARTEMIS — це окрема місія в рамках нової програми NASA Artemis («Артеміда») для дослідження Місяця, що використовує для вивчення місячного космічного середовища два космічні апарати на орбіті Місяця.
Це моделювання показує, як вплив ударної хвилі, яку спостерігали космічні апарати NASA, спричинив переміщення хвоста магнітосфери Землі, залишивши Місяць без захисту від сонячного вітру. Фото з сайту www.nasa.gov.
Дані місій показали, що сильний вітер за ударною хвилею відсунув довгий витягнутий хвіст магнітосфери, внаслідок чого він гойдався туди-сюди, як вітровказ. Зміщення хвоста магнітосфери було таким великим, що Місяць неодноразово потрапляв під дію сонячного вітру протягом півгодини. Це дослідження також показало, що «опромінення» Місяця може статися навіть без ударної хвилі. Наприклад тоді, коли сонячний вітер дме не прямо, а під певним кутом. Це дає змогу висловити припущення, що опромінення може траплятися навіть частіше, ніж вважали науковці раніше.
Оскільки в рамках виконання програми «Артеміда», NASA, перед поверненням людини на Місяць, готується виконати нові наукові та технологічні експерименти, важливо зрозуміти радіаційне середовище, яке може під час посилення сонячного вітру пошкодити електроніку та спричинити шкоду здоров’ю людей. Дані THEMIS-ARTEMIS та інших місій допомагають вченим та інженерам краще зрозуміти місячне середовище. Це сприяє кращому розумінню природи Місяця і дасть змогу захистити землян, які будуть перебувати на його поверхні в майбутньому.
За інф. з сайту www.nasa.gov
