Магнитное поле Луны
Магнитное поле Луны очень слабое по сравнению с магнитным полем Земли ; Основное отличие состоит в том, что Луна в настоящее время не имеет диполярного магнитного поля (которое могло бы генерироваться геодинамо в ее ядре), поэтому присутствующая намагниченность варьируется (см. Рисунок), и ее происхождение почти полностью связано с земной корой ; поэтому его трудно сравнивать в процентах с Землей. Но один эксперимент показал, что лунные породы, образовавшиеся 1–2,5 миллиарда лет назад, были созданы в поле силой около 5 микротесла (мкТл) по сравнению с нынешними 50 мкТл на Земле. [1] Во время программы «Аполлон» было снято несколько показаний напряженности магнитного поля: от минимального значения 6γ (6 нТл) на площадке «Аполлона-15» до максимального значения 313γ (0,31 мкТл) на площадке «Аполлона-16» . [2] Обратите внимание, что эти показания были записаны в гаммах (γ), ныне устаревшей единице плотности магнитного потока, эквивалентной 1 нТл.
Одна из гипотез утверждает, что намагниченность земной коры была приобретена в начале истории Луны, когда геодинамо еще работало. Анализ намагниченных лунных камней, доставленных на Землю астронавтами Аполлона, показал, что Луна должна была иметь сильную (более 110 мкТл) [3] магнитное поле, по крайней мере, 4,25 миллиарда лет назад, которое затем упало до уровня 20 мкТл в период 3,6–3,1 миллиарда лет назад . [4] Однако небольшой размер лунного ядра является потенциальным препятствием для продвижения этой гипотезы на статус теории . Однако было показано, что одиночные силикатные зерна с магнитными включениями из пород Аполлона, образовавшиеся 3,9, 3,6, 3,3 и 3,2 миллиарда лет назад, способны регистрировать сильные магнитные поля, но не делают этого. [5] Это подтверждает альтернативную гипотезу о том, что на Луне никогда не было долговечного динамо-генератора, что согласуется с нехваткой энергии, необходимой для поддержания поля. [6]
Вполне возможно, что на безвоздушном теле, таком как Луна, во время крупных столкновений могут генерироваться переходные магнитные поля . В частности, исследование ударного стекла Аполлона, связанного с молодым кратером возрастом 2 миллиона лет, выявило сильную намагниченность, сравнимую по силе с магнитным полем Земли. [5] . Эта намагниченность не могла возникнуть в ядре Луны, но вместо этого согласуется с предсказаниями полей, связанных с ударной плазмой. [5] . [7] Эти наблюдения привели к гипотезе, что предыдущие сообщения о высокой напряженности палеополя из образцов Аполлона фиксируют удары, а не ядро динамо-машины. [5,6] . Важно отметить, что отсутствие долговременного лунного динамо и палеомагнитосферы должно было позволить 3 Он, вода и другие летучие ресурсы, полученные от солнечных ветров и магнитосферы Земли в течение примерно 4 миллиардов лет, накапливаются в лунном грунте. [5,6] .
Было также отмечено, что наибольшая намагниченность земной коры, по-видимому, расположена вблизи антиподов гигантских ударных бассейнов . Было высказано предположение, что такое явление может быть результатом свободного расширения плазменного облака, созданного ударом вокруг Луны, в присутствии окружающего магнитного поля. [8] Например, космический корабль «Чандраян-1» нанес на карту «мини-магнитосферу» на антиподе Кризиума на обратной стороне Луны, используя свой прибор «Анализатор отражения атомов суб-кеВ» (SARA). Мини-магнитосфера имеет диаметр 360 км на поверхности и окружена областью толщиной 300 км с повышенным потоком плазмы, возникающим в результате обтекания мини-магнитосферы солнечным ветром. [9]
Появляется все больше свидетельств того, что мелкие частицы лунной пыли действительно могут плавать, выброшенные с поверхности Луны в результате электростатического отталкивания . Это может создать временную ночную «атмосферу» пыли. Атмосфера лунной пыли могла бы также собраться в своего рода прозрачный ветер. Привлеченная различиями в накоплении глобального заряда, плавающая пыль естественным образом перелетит с сильно отрицательной ночной стороны на слабоотрицательную дневную сторону. Луны Этот эффект «пылевой бури» будет самым сильным на терминаторе . Многие из этих деталей до сих пор являются спекулятивными, но космический корабль Lunar Prospector обнаружил изменения в напряжении на ночной стороне Луны во время пересечения хвоста магнитосферы, скачок от -200 В до -1000 В. Дальнейшие характеристики были выполнены орбитальным аппаратом Lunar Atmography and Dust Environment Explorer в конце 2013 года. . [10] [11]
Плазменный слой представляет собой очень динамичную структуру, находящуюся в постоянном движении, поэтому, когда Луна движется по орбите через хвост магнитосферы, плазменный слой может проходить через нее много раз, причем столкновения длятся от минут до часов или даже дней. [12]
В художественной литературе
[ редактировать ]В «Космическая одиссея» серии Артура Кларка монолит « обнаружен на Луне возле кратера Тихо из-за его неестественно мощного магнитного поля, получивший название Тихо Магнитная аномалия 1» (ТМА-1). [13]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Крейн, Лия. «Магнитное поле Луны просуществовало вдвое дольше, чем мы думали» . Новый учёный . Проверено 02 января 2020 г.
- ^ «Эксперимент с магнитометром на поверхности Луны Аполлон-11» . www.lpi.usra.edu . Проверено 11 августа 2021 г.
- ^ Вечорек, Марк; Джоллифф, Брэдли; Хан, Амир; и др. (2006). Конституция и структура лунного интерьера . Минералогическое общество Америки. п. 314.
- ^ Йегер, Эшли (9 августа 2017 г.). «Магнитное поле Луны существовало как минимум на миллиард лет дольше, чем считалось» . Новости науки . Проверено 10 августа 2017 г.
- ^ Тардуно, JA (4 августа 2021 г.). «Отсутствие долгоживущей лунной палеомагнитосферы» . Достижения науки . 7 (32). Бибкод : 2021SciA....7.7647T . дои : 10.1126/sciadv.abi7647 . ПМЦ 8336955 . ПМИД 34348904 .
- ^ Тардуно, JA (4 августа 2021 г.). «На Луне почти всю свою историю не было магнитного поля – новое исследование раскрывает загадку, вызванную камнями, доставленными на Аполлон» . Разговор . Проверено 7 сентября 2021 г.
- ^ Кроуфорд, Д.А. (2020). «Моделирование магнитных полей, создаваемых воздействием астероида: возможные последствия для планетарного палеомагнетизма» . Межд. Дж. Импакт Инж . 137 : 103464. Бибкод : 2020IJIE..13703464C . дои : 10.1016/j.ijimpeng.2019.103464 . S2CID 213041057 . Проверено 7 сентября 2021 г.
- ^ Худ, LL, и З. Хуанг, LL; Хуанг, З. (1991). «Формирование магнитных аномалий, антиподальных лунным ударным бассейнам: расчеты двумерной модели». Дж. Геофиз. Рез. 96 : 9837–9846. Бибкод : 1991JGR....96.9837H . дои : 10.1029/91JB00308 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ М. Визер и др. (2010), Первое наблюдение мини-магнитосферы над лунной магнитной аномалией с использованием энергичных нейтральных атомов, Geophys. Рез. Летт. , 37, Л05103, дои : 10.1029/2009GL041721 .
- ^ Грэм, Уильям (6 сентября 2013 г.). «Минотавр V» компании Orbital запускает миссию LADEE на Луну» . NASAspaceflight.com . Проверено 8 сентября 2013 г.
- ^ НАСА, Дуэйн Браун (август 2013 г.). «Исследование лунной атмосферы и пылевой среды (LADEE) - пресс-кит» (PDF) . Проверено 8 сентября 2013 г.
- ^ НАСА - Луна и магнитный хвост
- ^ Нельсон, Томас Аллен (2000). Кубрик: внутри лабиринта кинохудожника (Новое и расширенное изд.). Блумингтон: Издательство Университета Индианы . п. 107. ИСБН 9780253213907 .
