Миссия «Чанъэ-6» раскрыла причину разного воздействия солнечного ветра на стороны Луны

Схематическая иллюстрация контрастных условий воздействия солнечного ветра на обратную и видимую стороны Луны под влиянием магнитосферы Земли. Предоставлено: Сюхан Чжан

Новый анализ образцов лунного грунта, доставленных китайской миссией «Чанъэ-6», показал, что две стороны Луны подвергаются воздействию солнечного ветра по-разному. Частицы, ударяющие в видимую и обратную стороны, имеют разную скорость и энергию. Исследователи связывают это с влиянием магнитосферы Земли. Результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Поскольку у Луны нет плотной атмосферы и глобального магнитного поля, частицы солнечного ветра попадают прямо на её поверхность. Реголит (лунный грунт) сохраняет следы этого воздействия в виде благородных газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон), которые служат надежными маркерами.

До миссии «Чанъэ-6» у ученых были образцы только с видимой стороны Луны. Теперь, проанализировав 1,935 грамма реголита из бассейна Южный полюс — Эйткен на обратной стороне, исследователи впервые смогли напрямую сравнить имплантацию частиц солнечного ветра на обеих сторонах.

Наиболее яркое различие проявилось в изотопах неона. В образцах «Чанъэ-6» среднее соотношение ²⁰Ne/²²Ne составило 11,34 ± 0,22. Это значительно ниже, чем во всех ранее изученных образцах с видимой стороны, и указывает на более интенсивное изотопное фракционирование на обратной стороне, где тяжелый изотоп неона стал относительно более распространенным.

Анализ криптона и ксенона показал, что на обратной стороне частицы солнечного ветра проникали глубже в реголит. Для более глубокой имплантации требуется большая энергия частиц, что говорит о воздействии на обратную сторону более быстрого и энергичного солнечного ветра.

Ученые объясняют эту разницу «регулирующим скорость» эффектом магнитосферы Земли. Когда Луна проходит через магнитослой (буферную зону вокруг магнитосферы), скорость солнечного ветра падает с обычных 400 км/с примерно до 200 км/с. Это замедление в первую очередь затрагивает видимую сторону Луны, обращенную к Земле. Частицы с меньшей энергией не проникают глубоко в поверхность.

Обратная сторона, всегда направленная от Земли, не испытывает этого эффекта и остается под воздействием невозмущенного солнечного ветра. Исследователи подсчитали, что около 25% общего воздействия солнечного ветра в районе посадки «Чанъэ-5» (видимая сторона) приходилось на этот замедленный поток, в то время как на обратной стороне такого эффекта не наблюдалось.

Авторы работы предполагают, что тяжелые благородные газы в лунном грунте могут служить «окаменелостями», записывающими историю взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли. Это открывает новый способ изучения того, как магнитное поле Земли менялось на протяжении длительных периодов времени.

Источники:

Материалы предоставлены Штаб-квартирой Китайской академии наук.

Xu-Hang Zhang, Fei Su, You-Juan Li, Zi-Heng Liu, Jian-Nan Li, Ying-Nan Zhang, Li-Ping Qin, Ran-Ran Liu, Feng Man, Bing Xu, Wen-Zhe Li, Yong Wei, Huai-Yu He. Deeper solar wind penetration on the Moon’s farside from noble gas records. Nature Geoscience, 2026; DOI: 10.1038/s41561-026-02042-w