Des scientifiques russes, avec leurs collègues américains, ont découvert d'où venait le nuage de poussière-plasma qui entoure la Lune et s'étend sur plusieurs centaines de kilomètres au-dessus. Après avoir vérifié les calculs théoriques et les données expérimentales, les scientifiques ont conclu qu'il s'agissait probablement de matière qui s'est élevée à la surface de la Lune à la suite de la chute de mini-astéroïdes - des météorites. Article présenté dans le Journal of Physics: Conference Series.
L'espace interplanétaire du système solaire est rempli de particules de poussière, elles sont présentes dans le plasma des ionosphères et magnétosphères des planètes, au voisinage des corps cosmiques qui n'ont pas leur propre atmosphère. Il n'y a pas de poussière uniquement sur le Soleil et dans son voisinage immédiat en raison des températures élevées.
«Au cours des missions spatiales du Surveyor et du vaisseau spatial Apollo sur la Lune, les scientifiques ont remarqué que la lumière du soleil est dispersée dans la région du terminateur (la limite entre les moitiés éclairées et sombres du corps céleste), ce qui conduit à son tour à la formation d’aubes lunaires et de banderoles (structures en forme de casque avec un sommet ouvert, formant au-dessus de la surface d'un corps céleste, - environ Indicator. Ru) au-dessus de la surface, même en dépit de l'absence d'atmosphère, - explique l'un des auteurs de l'étude Sergey Popel de la Higher School of Economics et IKI. - La diffusion de la lumière se produit très probablement sur des particules de poussière chargées, dont la source est la surface de la Lune. Des preuves indirectes de l'existence d'un nuage de poussière de plasma lunaire ont été obtenues lors des expéditions soviétiques Luna-19 et Luna-22."
Dans leurs travaux, les auteurs considèrent, dans la mesure du possible, le fait qu'un nuage de poussière de plasma au-dessus de la Lune s'est formé du fait que les météorites ont frappé la surface lunaire, c'est-à-dire que les corps sont nettement plus petits que les astéroïdes, mais beaucoup plus de poussière. Les données obtenues sur la base de cette théorie correspondent aux résultats d'études expérimentales menées dans le cadre de la mission américaine LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, un chercheur de l'atmosphère lunaire et de l'environnement poussiéreux, - approx. Indicator. Ru).
Autour de la Lune dans un rayon de plusieurs centaines de kilomètres, il y a un nuage de poussière de taille submicronique. Les astronomes ont réalisé les caractéristiques de la poussière à l'aide du capteur de poussière à ionisation d'impact LDEX, qui permet la détection directe des particules de poussière en orbite de l'engin spatial. Le but de l'expérience était de déterminer la distribution des particules de poussière en hauteur, taille et concentration sur diverses parties de la surface lunaire. Les données obtenues au cours de l'expérience LADEE ont donné une impulsion à la poursuite des études théoriques entamées précédemment. Les spécialistes ont pu comparer leurs calculs avec des données expérimentales. Il s'est avéré qu'ils sont d'accord, en particulier, que cela concerne la vitesse de déplacement des particules et leur concentration.
«La concentration de particules d'un nuage de plasma poussiéreux dans nos calculs ne contredit pas les données expérimentales. Un flux continu de météoroïdes tombe à la surface de la Lune: microns, millimètres, explique Sergey Popel. - Par conséquent, une substance est éjectée pratiquement en continu de la surface, une partie de celle-ci est à l'état fondu. S'élevant au-dessus de la surface de la Lune, les gouttes de fonte liquide se solidifient et, du fait de l'interaction, en particulier avec les électrons et les ions du vent solaire, ainsi qu'avec le rayonnement solaire, acquièrent des charges électriques. Certaines particules quittent la lune et volent dans l'espace. Et ces particules au-dessus de la surface lunaire, qui n'avaient pas assez de vitesse, constituent un nuage de poussière de plasma."
Au cours des expériences LADEE, les astronomes ont constaté que la concentration de poussière augmente brusquement lorsque certaines des pluies de météores annuelles interagissent avec la Lune. Cet effet était particulièrement évident lors de la pluie de météores Geminid à grande vitesse. Tout cela confirme le lien entre les processus de formation d'un nuage de poussière et les collisions de météorites avec la surface de la Lune. Les théories qui disent que les particules de poussière s'élèvent au-dessus de la surface lunaire en raison de processus électrostatiques, par exemple, le soi-disant modèle de fontaine, ne peuvent pas expliquer pourquoi la poussière monte à de grandes hauteurs et, par conséquent, pourquoi un nuage de poussière-plasma se forme.
Les auteurs de l'ouvrage ajoutent que des recherches supplémentaires seront nécessaires, jusqu'à présent un modèle simple est présenté, ce qui nécessite des améliorations. En particulier, il est nécessaire de faire des calculs en tenant compte du relief de la surface, à cause duquel les particules s'élèvent à des angles différents. Dans un proche avenir, il est prévu de lancer des missions lunaires en Russie, il s'agit de Luna-25 et Luna-27, qui seront équipées d'équipements permettant d'examiner la poussière près de la surface lunaire. Eventuellement, les calculs théoriques seront complétés en tenant compte de nouvelles données expérimentales.
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