Лунные завихрения — это загадочные особенности, обнаруженные на поверхности Луны , которые характеризуются высоким альбедо , выглядят оптически незрелыми (т. е. обладают оптическими характеристиками относительно молодого реголита ) и (часто) имеют извилистую форму. Их криволинейная форма часто подчеркивается областями с низким альбедо, которые извиваются между яркими завихрениями. Они, по-видимому, покрывают лунную поверхность, накладываются на кратеры и отложения выбросов, но не придают наблюдаемой топографии. Завихрения были обнаружены на лунных морях и на возвышенностях — они не связаны с определенным литологическим составом. Завихрения на морях характеризуются сильными контрастами альбедо и сложной извилистой морфологией, тогда как завихрения на возвышенностях кажутся менее заметными и демонстрируют более простые формы, такие как отдельные петли или диффузные яркие пятна.
Лунные вихри совпадают с областями магнитного поля Луны с относительно высокой напряженностью на планетарном теле, которое не имеет, и, возможно, никогда не имело, активного ядра динамо, с помощью которого можно было бы генерировать собственное магнитное поле. Каждый вихрь имеет связанную магнитную аномалию, но не каждая магнитная аномалия имеет идентифицируемую вихрь. Картографирование орбитального магнитного поля субспутниками Apollo 15 и 16 , Lunar Prospector и Kaguya показывает области с локальным магнитным полем. Поскольку у Луны в настоящее время нет активного глобального магнитного поля, эти региональные аномалии являются областями остаточного магнетизма; их происхождение остается спорным. [ необходима цитата ]
Существуют три ведущие модели формирования вихрей. Каждая модель должна учитывать две характеристики формирования лунных вихрей, а именно, что вихрь является оптически незрелым и что он связан с магнитной аномалией.
Модели создания магнитных аномалий, связанных с лунными вихрями, указывают на наблюдение, что некоторые из магнитных аномалий являются антиподами более молодых, крупных ударных бассейнов на Луне. [1]
Эта модель утверждает, что высокое альбедо вихрей является результатом столкновения с кометой. Столкновение вызвало бы размывание самого верхнего поверхностного реголита турбулентным потоком газа и пыли кометы, который обнажил бы свежий материал и переотложил бы мелкий, размытый материал в дискретные отложения. [2] Согласно этой модели, связанные с этим сильные магнитные аномалии являются результатом намагничивания приповерхностных материалов, нагретых выше температуры Кюри, посредством гиперскоростных газовых столкновений и микроударов, когда кома ударялась о поверхность. Сторонники модели кометного удара считают, что возникновение многих вихрей, антиподальных основным бассейнам, является совпадением или результатом неполного картирования местоположений вихрей. [3] [4]
Эта модель утверждает, что завихрения образуются из-за того, что более светлый реголит защищен от солнечного ветра из-за магнитной аномалии. [5] Завихрения представляют собой открытые силикатные материалы, альбедо которых выборочно сохранилось с течением времени от эффектов космического выветривания посредством отклонения ионной бомбардировки солнечным ветром. Согласно этой модели, оптическое созревание открытых силикатных поверхностей является результатом ионной бомбардировки солнечным ветром. Эта модель предполагает, что образование завихрений является непрерывным процессом, который начался после создания магнитной аномалии.
Математическое моделирование, проведенное в 2018 году, показало, что лавовые трубки могли стать магнитными по мере охлаждения, что могло бы обеспечить магнитное поле, согласующееся с наблюдениями вблизи лунных вихрей. [6]
Эта модель утверждает, что слабые электрические поля, созданные взаимодействием между магнитными аномалиями земной коры и плазмой солнечного ветра, могут притягивать или отталкивать электрически заряженную мелкую пыль. Высокоальбедный полевой шпат является доминирующим компонентом мельчайших частиц лунного грунта. Электростатическое движение пыли, поднятой над поверхностью во время пересечения терминатора, может привести к тому, что этот материал будет преимущественно накапливаться и образовывать яркие, петлеобразные вихревые узоры. [7] [8]
Прямые магнитные наблюдения лунных вихрей проводились несколькими лунными космическими аппаратами, включая Clementine и Lunar Prospector . Результаты этих наблюдений не согласуются с моделью кометного удара. [9] Дальнейшие наблюдения Lunar Reconnaissance Orbiter подтверждают модель, согласно которой солнечный ветер отклоняется магнитным полем. [ необходима ссылка ]
Спектральные наблюдения с помощью прибора Moon Mineralogy Mapper на Чандраян-1 подтвердили, что в более светлых областях наблюдается дефицит гидроксида , что также подтверждает гипотезу о том, что солнечный ветер отклоняется в бледных областях. [10]
По состоянию на 2018 год [обновлять]концепция миссии CubeSat изучается в NASA с целью понять формирование лунных завихрений. Предлагаемая миссия Bi-sat Observations of the Lunar Atmosphere Above Swirls или BOLAS будет включать два небольших спутника, соединенных космическим тросом длиной 25 км (16 миль) . Нижний CubeSat будет вращаться на высоте шести миль над поверхностью. [11] [12]
NASA намеревается отправить марсоход на Рейнер Гамма для проведения натурных наблюдений за поверхностными материалами. Финансирование миссии Lunar Vertex , осуществляемой JHU Applied Physics Laboratory , было выбрано для полета через конкурс заявок PRISM . [13] [14] Доставка марсохода для миссии была включена в заказ CLPS CP-11. [15] Марсоход, оснащенный мультиспектральным микроскопом, определит шероховатость и яркость поверхностных частиц и передаст свои данные на посадочный модуль, который будет взаимодействовать с наземными обработчиками. [16] [17] [18]
Медиа, связанные с лунными вихрями на Wikimedia Commons