Исследование Луны: магнетические спирали
Спираль Райнер Гамма, сфотографированная лунным орбитальным аппаратом SMART-1 Европейского Космического Агентства (ESA). Представьте себе: чашка черного кофе, от которого идет пар. Добавьте в нее немного молока и слегка размешайте. Маленький водоворот сливок вращается в чашке.
Теперь увеличьте это картинку в миллион раз, и вы получите лунную спираль.
Лунные спирали – это странные отметины на Луне, которые напоминают сливки в вашем кофе — но в намного более крупном масштабе. Они похожи на вихревые знаки на бледной лунной пыли, извивающиеся и крутящиеся по лунной поверхности на протяжении десятков миль. Каждая такая спираль идеально плоская и защищена магнитным полем.
Что они собой представляют? “Мы не знаем, - говорит Боб Лин из Университета Беркли в Калифорнии, который изучает эти спирали уже почти 40 лет. - Они очень странные”.
Одну из спиралей, Райнер Гамма, можно увидеть с помощью любительского телескопа. Она находится недалеко от западного берега Океана Бурь и на первый взгляд может показаться похожей на кратер, странным образом деформированный. Именно так и воспринимало ее большинство астрономов, пока в 1966 году аппарат НАСА Lunar Orbiter II не пролетел над спиралью и не сфотографировал Райнер Гамма (Reiner Gamma) с близкого расстояния. Чтобы не было изображено на том зернистом черно-белом снимке, это не было кратером.
Вскоре на невидимой стороне Луны были обнаружены еще две спирали. Они лежат непосредственно напротив Моря Дождей и Восточного Моря, образовавшихся в результате ударов, на стороне Луны, повернутой к нам. Удары на одной стороне Луны, похоже, образуют спирали на ее обратной стороне. Никто не может объяснить, каким образом это происходит.
Загадка стала еще непонятнее в 1972 году, когда Лин и его коллеги обнаружили, что спирали были намагничены. “Это открытие было совершенно случайным”, вспоминает он. Как это часто бывает в науке, “мы пытались исследовать что-то совсем другое”.
Их целью был магнитный шлейф Земли, субстанция магнитных силовых полей, простирающаяся от Земли в космос на более чем миллион миль. Солнечный ветер, противодействующий магнитному полю Земли, образует этот шлейф, и во времена миссии Аполлон о нем было известно немного.
Для исследования этого шлейфа “мы построили два небольших спутника и обратились в НАСА с просьбой вывести их на орбиту вокруг Луны”. Луна – это самое подходящее место для отбора проб из магнитного шлейфа Земли, объясняет он, поскольку Луна проходит через шлейф раз в месяц по мере того, как она движется по орбите вокруг Земли.
В НАСА ответили: “Да”, и два “субспутника” были развернуты экипажами Аполлона 15 в 1971 году и Аполлона 16 в 1972 году. “Астронавты нажали на кнопку, и спутники были вытолкнуты в космос”, говорит Лин. Покинув рабочий отсек (корабля-носителя Аполлон), они вышли на орбиту вокруг Луны, собирая данные с помощью бортовых электронных датчиков и магнитометров.
Субспутник Аполлона покидает рабочий отсек, художественная реконструкция.
“Мы узнали много нового о магнитном шлейфе Земли”, говорит Лин. Но еще больше информации было получено о Луне:
Когда субспутники летели на высоте около 60 миль над поверхностью Луны, они пересекали странные магнитные зоны. Магнитные силовые поля распространялись вверх от лунной поверхности и были зафиксированы датчиками, установленными на спутниках. “Мы поняли, что кора Луны должна быть намагничена”, вспоминает он. Это не было глобальным магнитным полем, как на Земле, скорее это напоминало лоскутное одеяло из магнитных очагов.
Самые сильные поля были сосредоточены над лунными спиралями. “Спирали обладают магнитными полями, составляющими несколько сотен нанотесла (нТл) на уровне поверхности, - говорит Лин. (Магнитное поле Земли, для сравнения, составляет 30000 нТл). - Если бы мы обошли вокруг спирали с магнитным компасом, его стрелка отклонялась бы вперед и назад беспорядочным образом. Вы бы быстро заблудились, так как магнитные поля настолько хаотичны”.
Лин считает, что эти странные поля могут служить важным ключом к загадке происхождения спиралей, и он предлагает следующую теорию:
“Почти четыре миллиарда лет назад Луна имела жидкое железное ядро и значительное магнитное поле. Предположим, что с Луной столкнулся астероид. Взрыв поднял облако электропроводного газа («плазмы»), которое окутывало Луну, толкая перед собой глобальное магнитное поле. В конце концов, это облако сошлось в точке, расположенной непосредственно напротив зоны столкновения, сконцентрировав в этой точке и магнитное поле”. Прошло много времени, лунное ядро остыло, и его глобальное магнитное поле исчезло. Остались лишь самые сильные очаги замысловатой формы - спирали.
Магнитометрическая карта Райнер Гамма, полученная с помощью
космического аппарата Lunar Prospector НАСА в 1990-х годах.
Это позволяет объяснить светлый, кремовый цвет спиралей. Согласно некоторым исследователям, лунная пыль темнеет при длительном воздействии на нее солнечного ветра. Вполне возможно, что спирали сохранили свой светлый цвет по причине того, что они подвергались меньшему воздействию: их магнитные поля отклоняют солнечный ветер. Если это так, то лунные спирали представляют собой просто тень магнитных сил, находящихся под ними.
Тем не менее, в этой теории есть слабое место: В то время как две лунных спирали находятся непосредственно напротив кратеров от столкновений, спираль Райнер Гамма такого кратера не имеет. Данная модель спиралей не может быть правдой.
“Это настоящая загадка”, признает Лин.
Но вскоре эта загадка может быть разгадана. НАСА возвращается на Луну, туда будут отправлены люди, но сперва – роботы-разведчики. В 2012 году планируется запуск разведывательного аппарата LRO. Среди других задач, аппарат LRO сделает подробные трехмерные карты всей лунной поверхности, используя современную камеру и лазер. Эти снимки лунных спиралей обещают быть потрясающими.
Еще один инструмент НАСА, лунный минералогический картограф, был доставлен на Луну на борту индийского космического корабля Chandrayaan-1, запуск которого был осуществлен в 2008 году. С помощью инфракрасного спектрометра, лунный минералогический картограф (“M - куб”) исследует лунную поверхность и предоставляет ученым невероятно подробную информацию о том, какие минералы встречаются на Луне. Будет исследована вся Луна – включая спирали.
источник
