NASA -undersøgelse finder ud af, at solstorme kan udløse jord ved månestænger

Kraftfulde solstorme kan oplade jorden i frigid, permanent skyggeområder nær månens poler, og kan muligvis producere "gnister", der kan fordampe og smelte jorden, måske lige så meget som meteoroide påvirkninger, ifølge NASA-finansieret forskning. Denne ændring kan blive tydelig ved analyse af fremtidige prøver fra disse regioner, der kan indeholde nøglen til at forstå månens og solsystemets historie.

Månen har næsten ingen atmosfære, så dens overflade udsættes for det barske rummiljø. Påvirkninger fra små meteoroider kører eller "haven" konstant det øverste lag af støv og sten, kaldet regolit, på månen. "Omkring 10 procent af dette have -lag er blevet smeltet eller fordampet af meteoroide påvirkninger, "sagde Andrew Jordan fra University of New Hampshire, Durham. "Vi fandt ud af, at i månens permanent skyggeområder, gnister fra solstorme kan smelte eller fordampe en lignende procentdel. "Jordan er hovedforfatter til et papir om denne forskning, der blev offentliggjort online i Icarus 31. august kl. 2016.

Eksplosiv solaktivitet, som blus og koronale masseudstødninger, sprænger meget energisk, elektrisk ladede partikler ud i rummet. Jordens atmosfære beskytter os mod det meste af denne stråling, men på månen, disse partikler - ioner og elektroner - smækker direkte ind i overfladen. De samler sig i to lag under overfladen; de omfangsrige ioner kan ikke trænge dybt ned, fordi de er mere tilbøjelige til at ramme atomer i regolitten, så de danner et lag tættere på overfladen, mens de bittesmå elektroner glider igennem og danner et dybere lag. Ionerne har positiv ladning, mens elektronerne bærer negativ ladning. Da modsatte afgifter tiltrækker, normalt strømmer disse ladninger mod hinanden og balancerer.

I august 2014, imidlertid, Jordans team offentliggjorde simuleringsresultater, der forudsagde, at stærke solstorme ville få regolitten i månens permanent skyggeområder (PSR'er) til at akkumulere ladning i disse to lag, indtil eksplosivt frigives, som et miniaturelyn. PSR'erne er så frigide, at regolith bliver en ekstremt dårlig leder af elektricitet. Derfor, under intense solstorme, regolitten forventes at sprede ladningsopbygningen for langsomt for at undgå de ødelæggende virkninger af en pludselig elektrisk afladning, kaldes dielektrisk sammenbrud. Forskningen vurderer, i hvilket omfang denne proces kan ændre regolitten.

"Denne proces er ikke helt ny inden for rumvidenskab - elektrostatiske udladninger kan forekomme i ethvert dårligt ledende (dielektrisk) materiale udsat for intens rumstråling, og er faktisk den største årsag til rumfartøjsanomalier, "sagde Timothy Stubbs fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, medforfatter af papiret. Teamets analyse var baseret på denne erfaring. Fra rumfartøjsundersøgelser og analyse af prøver fra NASAs Apollo -månemissioner, forskerne vidste, hvor ofte store solstorme opstår. Fra tidligere måneforskning, de vurderede, at den øverste millimeter regolit ville blive begravet af meteoroide påvirkninger efter cirka en million år, så det ville være for dybt at blive udsat for elektrisk opladning under solstorme. Derefter estimerede de den energi, der ville blive deponeret over en million år af både meteoroide påvirkninger og dielektrisk nedbrydning drevet af solstorme, og fandt ud af, at hver proces frigiver nok energi til at ændre regolitten med en tilsvarende mængde.

"Laboratorieforsøg viser, at dielektrisk nedbrydning er en eksplosiv proces i lille skala, "sagde Jordan." Under sammenbrud, kanaler kunne smeltes og fordampes gennem jordkornene. Nogle af kornene kan endda blæses fra hinanden af ​​den lille eksplosion. PSR'erne er vigtige steder på månen, fordi de indeholder spor til månens historie, såsom den rolle, som let fordampede materiale som vand har spillet. Men for at tyde den historie, vi har brug for at vide, på hvilke måder PSR'er ikke er uberørte; det er, hvordan de er blevet forvitret af rummiljøet, herunder solstorme og meteoroide påvirkninger. "

Det næste trin er at søge efter beviser for dielektrisk nedbrydning i PSR'er og afgøre, om det kan ske i andre områder på månen. Observationer fra NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter -rumfartøjer indikerer, at jorden i PSR'er er mere porøs eller "fluffy" end andre områder, hvilket kan forventes, hvis sammenbrud sprængte nogle af jordkornene derfra. Imidlertid, eksperimenter, nogle er allerede i gang, er nødvendige for at bekræfte, at sammenbrud er ansvarlig for dette. Også, månenatten er lang - cirka to uger - så den kan blive kold nok til, at nedbrud kan forekomme i andre områder på månen, ifølge holdet. Der kan endda være "gnistet" materiale i Apollo -prøverne, men vanskeligheden ville være at afgøre, om dette materiale blev ændret ved sammenbrud eller en meteoroide påvirkning. Teamet arbejder med forskere ved Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory på eksperimenter for at se, hvordan sammenbrud påvirker regolitten og for at lede efter eventuelle signaturer, der kan skelne det fra virkningerne af meteoroide påvirkninger.