Місяць руйнують не сонячні вітри, а мікрометеорити

Нові дані з Відня переглядають уявлення про формування екзосфери Місяця та ролі сонячного вітру.

Дослідницька група з Віденського технічного університету встановила, що реальний вплив сонячного вітру на ерозію поверхні Місяця набагато слабший, ніж вважалося раніше. Ці висновки переглядають наукове бачення джерел місячної екзосфери — тонкої оболонки з атомів і молекул, що оточує супутник Землі.

Відкриття, засноване на реальних зразках реголіту

Дослідження проводилося на основі зразків місячної породи, зібраних під час місії “Аполлон-16”. Автори роботи — Йоганнес Бротцнер (перший автор), Річард А. Вільгельм, Дьюла Надь, Мартіна Феллінгер і професор Фрідріх Аумайр — вперше використали реальний реголіт для прямих експериментів з іонним бомбардуванням. Як пояснює Бротцнер, “використовуючи спеціально розроблені кварцові мікроваги, ми змогли виміряти втрату маси з надзвичайною точністю”.

Результати чітко показали: ефективність розпилення на порядок нижча, ніж прогнозували попередні теоретичні моделі. Причина — структура реголіту, яка є не щільною, а пористою, що дозволяє іонам втрачати енергію в середині мікропорожнин, не вивільняючи поверхневі атоми.

Мікрометеорити — головні “скульптори” екзосфери

Ці дані підтверджують гіпотезу, опубліковану раніше в Science Advances, що саме мікрометеорити, а не сонячний вітер, відіграють головну роль у формуванні місячної екзосфери. “Наше дослідження дає реалістичні, експериментально підтверджені дані про ефективність розпилення для реальної місячної породи”, — зазначив професор Аумайр.

Таким чином, дослідники змогли незалежно підтвердити висновки ізотопного аналізу зразків, підкріпивши їх лабораторними методами. Це відкриття усуває суперечність між теорією і спостереженнями, яка довгий час залишалася невирішеною.

Від поверхні Місяця до лабораторії: Зліва: місце посадки Аполлона-16. Праворуч: Командир Джон В. Янг збирає зразки. Крупним планом: дрібнозернистий реголіт (місячний ґрунт), спресований в гранулу і проаналізований у Віденському технічному університеті. Фото: TU Wien

Технології майбутнього та міжпланетні місії

Це дослідження має практичне значення для майбутніх місій, таких як NASA Artemis на Місяць та місія BepiColombo (ESA та JAXA) на Меркурій. Для інтерпретації даних цих місій потрібні точні моделі ерозійних процесів, які включають реальні властивості поверхні планет.

“Розуміння походження екзосферних частинок залишається одним з ключових питань у науці про Місяць”, — наголошує Аумайр. Нові дані значно покращують ці знання.

Симбіоз експерименту і моделювання

Окрім лабораторних експериментів, команда провела масштабне 3D моделювання, використовуючи Віденський науковий кластер. Це дозволило змоделювати, як частинки сонячного вітру взаємодіють із пористою структурою реголіту на мікрорівні.

Комбінування двох підходів — експериментального та чисельного — забезпечило високу точність отриманих результатів, які тепер можуть лягти в основу майбутніх досліджень не лише Місяця, а й інших безатмосферних тіл Сонячної системи.

Це дослідження переписує наше уявлення про механізми, що формують поверхню Місяця, і демонструє вирішальну роль реальних зразків у перевірці космічних теорій.