Впервые в мире пойманы высокоскоростные атомы водорода от Луны

Водородные атомы, вылетающие с поверхности Луны в космическое пространство на огромные расстояния, удалось поймать впервые учёным из американского Юго-Западного исследовательского института при помощи аппаратуры, размещённой на спутнике IBEX (Interstellar Boundary Explorer).

Спутник IBEX был запущен на орбиту в октябре 2008 года (иллюстрация Walt Feimer, Goddard Space Flight Center).

IBEX был разработан для дистанционного наблюдения за областью, находящейся в миллиардах километрах от Земли — там, где солнечный ветер сталкивается с межзвёздным ветром. Среди прочих приборов на борту аппарата имеется детектор высокоскоростных частиц. И вот недавно учёные включили прибор в момент, когда перед его "оком" проходила Луна.

Неожиданно датчик стал посылать изобильные сигналы от потока нейтральных атомов водорода, исходящих от нашего естественного спутника. "А ведь мы до сих пор испытываем прибор, — говорит физик Дэвид Маккомас (David McComas). — Мы даже не перевели его в полном объёме в научный режим".

Хотя главная задача IBEX – изучение границы между Солнечной системой и межзвёздным пространством, он принёс новые данные о нашей ближайшей соседке – Луне (иллюстрация Southwest Research Institute).

Объяснение этим лунным выбросам такое: поверхность Селены постоянно бомбардируется солнечным ветром — потоком протонов, несущихся со скоростью 440 километров в секунду. Когда они попадают в Луну, большинство частиц остаётся на её поверхности, но, как ранее подозревали учёные, некоторая часть захватывает электроны и отражается обратно в космос, уже в виде атомов водорода.

Это предположение и подтвердил IBEX. Причём авторы исследования выяснили, что доля отражённых протонов довольно велика — 10% (а это 150 тонн водорода в год, сообщают учёные).

Также они говорят, что эта доля зависит от типа поверхности (пыль, скала, лёд). А поскольку нейтральные атомы не отклоняются магнитным полем Земли и других планет, равно как и магнитным полем Солнца, они могут служить прекрасными посыльными, способными поведать учёным о том, какова поверхность тех или иных космических тел в нашей системе.

Для этого нужно лишь уловить отражённый поток бывших солнечных протонов, ставших атомами водорода (energetic neutral atoms — ENA), от соответствующих объектов. А потом надо вычислить, какова их доля в сравнении с потоком, атакующим тот или иной далёкий мир. То есть найти ENA-альбедо.

Водородные высокоскоростные потоки могут возвращаться в наши окрестности даже от астероидов и спутников Юпитера, говорят авторы работы. И так как взаимодействие солнечного ветра и спутников или других объектов играет большую роль в преобразовании их поверхности, новый способ наблюдений может многое рассказать об эволюции космических тел.

Детальнее об открытии можно узнать из статьи в Geophysical Research Letters.