Тайна лунных вихрей: разгадана еще одна загадка Солнечной системы

Если внимательно разглядывать Луну в простой любительский телескоп, можно увидеть на темном фоне поверхности светлые разводы, напоминающие перистые облака. Феномен получил название «лунных вихрей» (lunar swirls). Это зрелище многие годы завораживало астрономов-любителей, желавших понять, откуда взялись облака на лишенном атмосферы каменном шаре. Как ни странно, астрономы и селенологи довольно долго не могли дать на этот вопрос исчерпывающего ответа. Окончательно точки над i расставлены только в недавней статье Сони Тику и Дугласа Хемингуэя, исследователей из Университета Калифорнии в Беркли.

Разумеется, о том, что на Луне нет и не может быть никаких облаков, ученые знали довольно давно. «Лунные вихри» — стационарные структуры, наблюдающиеся в определенных точках поверхности. Самая знаменитая из этих структур — «Рейнер Гамма» — имеет длину около 70 км. Было известно, что эти участки поверхности хорошо отражают свет, потому что они в значительно меньшей степени подверглись эрозии. Причина их устойчивости в том, что они были меньше подвержены воздействию «солнечного ветра» — потока заряженных частиц, летящих от Солнца со скоростью порядка 1000 км/с. Известна и причина, почему солнечный ветер не тронул эти районы Луны: заряженные частицы отклонились от своего пути из-за сильного магнитного поля.

Оставалось выяснить, откуда взялись на Луне такие странные магнитные аномалии, подобных которым нет на нашей родной планете. Эту задачу и решили калифорнийские исследователи. Анализируя геометрические формы «лунных вихрей», ученые разработали математическую модель глубинных «магнитов», ответственных за их образование.  Выяснилось, что форма белых пятен на поверхности соответствует магнитным структурам, лежащим сравнительно неглубоко под поверхностью спутника. Некоторые из них имеют форму трубки, другие — плоской пластины, ориентированной ребром к поверхности.

И то, и другое вполне соответствует возможным формам выхода вулканической лавы — лавовым трубкам и дамбам. Главный вопрос, однако, состоит в том, каким образом эти образования оказались так сильно намагничены, чего на нашей планете не наблюдается? Ответ надо искать в уникальной химической реакции, происходившей на Луне примерно 3 млрд лет назад, в эпоху ее вулканической активности.

При нагревании выше 500 ^oC некоторые лунные породы становятся ферромагнетиками, это происходит из-за выделения металлического железа, процесса, подобного тому, что используется в металлургии. Если это железо оказывается в магнитном поле, оно намагничивается.

В природных условиях на Земле это не происходит, поскольку свободный кислород немедленно связывает железо. Не происходит это и на Луне, причем сразу по двум причинам: сейчас там нет ни вулканизма, ни магнитного поля. Однако 3 млрд лет назад Луна была вулканически активна. А как показала ранее соавтор исследования Соня Тику, магнитное поле на Луне могло сохраняться на 1-2 млрд лет дольше, чем считалось ранее. Таким образом, подповерхностные лавовые магниты имели достаточно времени, чтобы образоваться.

Чтобы убедиться, что объяснение верное, хорошо бы подъехать к лунному вихрю на луноходе и взять селенологические образцы. Вероятно, это вопрос не слишком отдаленного будущего.

Значение этой работы не только в том, что она значительно сужает возможности дилетантов пофантазировать о непознанных тайнах Луны и предложить пару невежественных гипотез. Работа калифорнийских селенологов позволяет понять, какие структуры предстоит наблюдать земным геологам, когда они наконец всерьез займутся разработкой лунных недр. То, что это рано или поздно произойдет, сейчас уже не вызывает больших сомнений.