Физики из Высшей школы экономики и Института космических исследований определили механизм, объясняющий появление двух пылевых плазменных облаков, возникших в результате падения метеорита на поверхность Луны. Исследование было опубликовано в письмах JETP .
Столкновение метеорита с поверхностью Луны значительно меняет свойства окружающей пыльной плазменной системы, выбрасывая большое количество лунного мусора-реголита — частиц пыли размером от 10 до 100 микрон — в относительно незапятнанную экзосферу.
В 2015 году астрономы в Садовой обсерватории в Гордоле (Швейцария) наблюдали аналогичное явление, когда они регистрировали оптическую вспышку, возникающую в результате воздействия метеорита на Луну. Международная группа ученых, используя данные астрономических наблюдений, пришла к выводу, что довольно большой и быстро движущийся метеороид воздействовал на Луну, поднимая два облака неизвестного состава.
Российские исследователи из Высшей школы экономики, Института космических исследований (IKI), Московского физико-технического института, Астрономического института Штернберга и Дальневосточного федерального университета определили, что столкновение метеорита с поверхностью Луны вызывает ударную волну, которая выбрасывает фрагменты реголита и капли расплавленного материала в окружающее свободное пространство. Эти фрагменты и затвердевшие расплавленные капли поднимаются над поверхностью Луны, взаимодействуют с электронами в солнечном ветре и солнечной радиации и становятся электрически заряженными. В результате образуются два пылевых плазменных облака: одно состоит из фрагментов реголита, а второе — из затвердевших капель расплавленного материала. Отличающиеся характеристики двух облаков позволяют наблюдать их отдельно.
Ученые вычислили основные характеристики облаков — скорость, с которой они расширяются, размер, числовую плотность и электрический заряд частиц в каждом и так далее. Расчеты и данные наблюдений совпали. Было обнаружено, что облако, образованное затвердевшими каплями расплавленного материала, расширяется значительно быстрее, чем облако, образованное фрагментами реголита.
«Лунная пыль является существенным фактором риска для космического корабля, оборудования и здоровья космонавтов», — пояснил соавтор исследования, профессор физического факультета НИУ ВШЭ и заведующий лабораторией Института космических исследований Сергей Попель. «Оборудование, покрытое пылью, может работать со сбоями. Астронавты переносят пыль на своих скафандрах в лунный модуль, где он становится невесомым в воздухе, заставляя их вдыхать частицы во время всего их обратного полета на Землю. Поэтому, понимая механизм, с помощью которого пыльная плазма, образующая облака, важны для обеспечения безопасности полетов в космос на Луну ».
