Dezvoltări magnetice neașteptate deasupra Lunii au provocat nedumerire în rândul cercetătorilor timp de decenii. Un studiu recent oferă o posibilă explicație, identificând o interacțiune neașteptată a plasmei ca fiind cauza acestor fenomene misterioase.
S-a observat că Luna, lipsită de o magnetosferă puternică, este constant bombardată de vântul solar. Cu toate acestea, de aproximativ șase decenii, oamenii de știință au remarcat creșteri bruște ale intensității magnetice în anumite zone. Aceste fluctuații, denumite amplificări magnetice externe lunare (LEME), ating uneori niveluri de zece ori mai mari decât fondul magnetic normal al Lunii.
Aceste evenimente inexplicabile au stârnit dezbateri ample în comunitatea științifică. Cercetătorii s-au confruntat cu dificultăți în identificarea originii acestor amplificări și în înțelegerea modului în care acestea se extind suficient de mult peste suprafața lunară pentru a fi detectate de sondele spațiale. Un nou studiu publicat în „The Astrophysical Journal Letters” propune o soluție.
O nouă perspectivă asupra instabilității kelvin-helmholtz
Studiul condus de Shu-Hua Lai și echipa sa de la Universitatea Națională Centrală din Taiwan sugerează că semnalele LEME sunt produse de o formă neexplorată anterior a instabilității Kelvin-Helmholtz (KHI). Această instabilitate, observabilă uneori pe Pământ sub forma unor modele ondulate de nori, apare atunci când două fluide sau, în cazul de față, două fluxuri de plasmă, se deplasează unul pe lângă celălalt cu viteze diferite. Această diferență de viteză creează o forfecare care generează valuri.
În cazul LEME, se știa că vântul solar interacționează cu „minimagnetosferele” create de anomaliile magnetice locale din regolitul lunar. Până acum, se considera că instabilitatea KHI era localizată exclusiv la granița dintre acestea. Această explicație nu reușea să justifice detectarea câmpurilor magnetice la sute de kilometri deasupra suprafeței lunare. Echipa de cercetare a realizat că modelele matematice anterioare erau simplificate. Ei au folosit o ramură neliniară a KHI pentru a simula interacțiunea cu mai multă acuratețe.
Simulări și confirmări ulterioare
Pentru a-și verifica ipotezele, cercetătorii au apelat la simulări. Acestea au inclus trei scenarii reprezentând viteze diferite ale vântului solar. Scenariile cu viteze mai mari au demonstrat un regim KHI dominat de șoc, rezultând unde de șoc magnetice care se propagă rapid în sus. Aceste constatări au fost corelate cu datele colectate de sondele spațiale de-a lungul anilor.
Surprinzător, chiar și la viteze reduse ale vântului solar, valurile generate de turbulențele de la suprafață s-au propagat în sus, creând unde secundare la altitudini considerabile. Datele simulării au corespuns observațiilor reale colectate de misiunea Lunar Prospector în 1998, demonstrând validitatea modelului matematic îmbunătățit.
Acest mecanism nu este limitat doar la Lună. Cercetătorii sugerează că fenomenul este probabil să se producă și pe Marte. Observațiile recente ale misiunii MAVEN au confirmat deja dezvoltarea instabilității KHI în mediul plasmatic marțian. Aici, există numeroase anomalii ale scoarței, similare cu cele de pe Lună. Noul model ar putea oferi informații valoroase despre mediul spațial și al altor corpuri cerești cu magnetizare slabă din sistemul solar.
