Kun Kuu on yötaivaan näkyvin esine ja tärkein meriliikenteen aiheuttava näkymättömän vetovoiman lähde, monet muinaiskulttuurit ajattelivat, että se saattaisi vaikuttaa myös terveyteemme tai mielentilaan - sana ”hulluus” juontaa juurensa tästä uskomus. Nyt tehokas yhdistelmä avaruusaluksia ja tietokonesimulaatioita paljastaa, että kuulla on todellakin kauaskantoinen, näkymätön vaikutus - ei meihin, vaan aurinkoon tai tarkemmin sanottuna aurinkotuuliin.
Auringon tuuli on ohut sähköä johtava kaasuvirta, nimeltään plasma, jota puhalletaan jatkuvasti Auringon pinnalta kaikkiin suuntiin noin miljoonan mailin tunnissa. Kun erityisen nopea, tiheä tai pyörteinen aurinkotuuli iskee maan magneettikenttään, se voi aiheuttaa magneettisia ja säteilymyrskyjä, jotka voivat häiritä satelliitteja, sähköverkkoja ja tietoliikennejärjestelmiä. Maapalloa ympäröivä magneettinen ”kupla” työntää myös takaisin aurinkotuuleen, aiheuttaen kymmeniä tuhansia maileita keulaiskun maapallon päiväpuolen yli, missä aurinkotuuli hidastuu magneettikenttään ja hidastuu äkillisesti ylääänestä alaäänenopeuteen.
Toisin kuin maata, Kuua ei ympäröi maailmanlaajuinen magneettikenttä. "Uskottiin, että aurinkotuuli kaatuu kuun pintaan ilman mitään varoitusta tai" tukahduttamista "aurinkotuulille", sanoo tohtori Andrew Poppe Kalifornian yliopistosta, Berkeley. Äskettäin kansainvälinen Kuun kiertävä avaruusalusta on kuitenkin havainnut merkkejä Kuun läsnäolosta "ylävirtaan" aurinkotuulesta. "Olemme nähneet elektronisuihkuja ja ionisuihkulähteitä Kuun päivän puolella", sanoo tohtori Jasper Halekas, myös Kalifornian yliopistosta, Berkeley.
Nämä ilmiöt on nähty jopa 10 000 kilometriä (6 214 mailia) Kuun yläpuolella ja aiheuttavat eräänlaisen turbulenssin aurinkotuulissa Kuun edessä, aiheuttaen hienoisia muutoksia aurinkotuulen suunnassa ja tiheydessä. Elektronisäteet nähtiin ensin NASA: n Lunar Prospector -operaatiolla, kun taas Japanin Kaguya-operaatio, Kiinan Chang-operaatio ja Intian Chandrayaan-operaatio näkivät ioninlyönnit matalissa korkeuksissa. NASA: n ARTEMIS-operaatio on nyt myös nähnyt sekä elektronisäteet että ionisuhteet, sekä äskettäin tunnistetut sähkömagneettiset ja sähköstaattiset aallot Kuun edessä olevassa plasmassa, huomattavasti kauempana kuusta. "ARTEMIS: n avulla voimme nähdä plasmarenkaan ja heilua hiukan yllättäen kaukana Kuusta", Halekas sanoo. ARTEMIS tarkoittaa "Kuun vuorovaikutuksen auringon kiihtyvyyttä, uudelleen kytkemistä, turbulenssia ja sähköodynamiikkaa".
"Ylävirtaan sijaitsevan turbulenttisen alueen, nimeltään" foreshock ", on jo kauan tiedetty olevan olemassa ennen maapallon keula-iskua, mutta samanlaisen turbulenttisen kerroksen löytäminen kuulla on yllätys", sanoi tohtori William Farrell NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksesta. Greenbeltissä, Md. Farrell on johtava NASA: n Lunar Science Institute -keskuksen ympäristöön kohdistuvan dynaamisen reagoinnin kuun tiedekeskuksessa (DREAM), joka osallistui tutkimukseen.
Tietokonesimulaatiot auttavat selittämään näitä havaintoja osoittamalla, että auringonvalo ja auringon tuulen virta aiheuttavat monimutkaisen sähkökentän kuun pinnan lähellä. Simulaatio paljastaa, että tämä sähkökenttä voi tuottaa elektronisäteitä kiihdyttämällä pintamateriaalista räjäytettyjä elektroneja auringon ultraviolettivalolla. Myös siihen liittyvät simulaatiot osoittavat, että kun aurinkotuulen ionit törmäävät muinaisiin, "fossiilisiin" magneettikenttiin tietyillä kuun pinnan alueilla, ne heijastuvat takaisin avaruuteen diffuusi, suihkulähteen muotoinen kuvio. Nämä ionit ovat enimmäkseen vetyatomien positiivisesti varautuneita ioneja (protoneja), jotka ovat aurinkotuulen yleisin alkuaine.
"On huomattavaa, että vain muutaman metrin (jaardin) päässä kuun pinnasta olevat sähkö- ja magneettikentät voivat aiheuttaa turbulenssin, jonka näemme tuhansien kilometrien päässä", Poppe sanoo. Ryhmän mukaan muiden aurinkojärjestelmän kuutien ja asteroidien tulisi olla tämän pyörteisen kerroksen ollessa alttiina aurinkotuuleille.
”Tämän kerroksen lisätietojen saaminen parantaa ymmärrystämme Kuusta ja mahdollisesti muista kehoista, koska se antaa tiedon pinnasta hyvin lähellä olevista olosuhteista levitä suuriin etäisyyksiin, joten avaruusalus saa kyvyn tutkia käytännössä lähellä näitä esineitä, kun se todella on kaukana ”, sanoi Halekas.
Tutkimus on kuvattu sarjasta kuutta artikkelia, jotka ovat äskettäin julkaissut Poppe, Halekas ja heidän kollegansa NAS Goddardissa, U.C. Berkeley, Yhdysvallat Los Angeles ja Coloradon yliopisto Boulderissa geofysikaalisen tutkimuksen kirjeissä ja geofysikaalisen tutkimuksen lehdessä. Tutkimusta rahoitti NASA: n Lunar Science Institute, jota hallinnoidaan NASA: n Ames-tutkimuskeskuksessa, Moffett Field, Kalifornia. Se valvoo DREAM-kuun tiedekeskusta.
