Új felfedezés a Holdnál, ami átírhatja az égitest és a napszél kapcsolatát
A Hold felszínét közvetlenül érik a napszél részecskéi, mivel nem rendelkezik saját mágneses védőmezővel. Ez a jelenség régóta ismert, de a tudósok sokáig tanácstalanok voltak a rövid ideig tartó, ám erősödő mágneses térerősség-növekedések okával kapcsolatban, amelyeket bizonyos holdfelszíni területeken mértek. Az úgynevezett LEME-k jelenségei, amelyek időnként a háttérmező erejét többszörösen meghaladják, közel hatvan éve foglalkoztatják a kutatókat.
A jelenség magyarázatának hiánya abból fakadt, hogy nem volt világos, miként juthatnak el ezek a mágneses jelek az űrszondák által érzékelhető magasságokba. Egy új tanulmány, amely a The Astrophysical Journal Letters-ben jelent meg, új megvilágításba helyezi ezt a problémát. Laj Su-hua és kutatócsoportja szerint a megoldás a Kelvin–Helmholtz-instabilitás egy korábban figyelmen kívül hagyott, nemlineáris változatában rejlik.
Kelvin–Helmholtz-instabilitás a Holdon
A Kelvin–Helmholtz-instabilitás akkor alakul ki, amikor különböző sebességgel mozgó közegek találkoznak, és ezekből hullámszerű struktúrák keletkeznek. A Hold esetében a napszél és a felszíni mágneses anomáliák kölcsönhatása hozhatja létre az ehhez szükséges feltételeket. Ez a jelenség a Föld légkörében is megfigyelhető, például hullámzó felhőalakzatok formájában.
A korábbi modellek feltételezték, hogy a kölcsönhatás csak a két közeg határán érvényesül, ami nem adott kielégítő magyarázatot a nagy magasságban mért jelekre. Az új kutatás azonban egy bonyolultabb, nemlineáris megközelítést alkalmaz, amely pontosabban tükrözi a plazma dinamikáját. A kutatók számítógépes szimulációkkal vizsgálták a különböző napszélsebességek hatását.
Új felfedezések a szimulációk alapján
A kutatás során kiderült, hogy nagyobb sebességű napszél esetén olyan rendszerek alakulnak ki, ahol lökéshullámok uralkodnak, és amelyek gyorsan felfelé terjedő mágneses hullámokat idéznek elő. Ezek az eredmények összhangban vannak az űrszondák által korábban rögzített adatokkal. Lassabb napszélnél viszont örvények dominálnak, melyek a felszín közelében növelik a mágneses teret, majd hullámokat indítanak el magasabb rétegek felé.
A szimulációk eredményei megerősítik a Lunar Prospector 1998-as méréseivel való összefüggést, ami jelentős támogatást nyújt az új modell érvényességéhez. Ez a kutatás rámutat arra, hogy egy pontosabb matematikai leírás képes lehet megoldani egy régi, megoldatlan problémát.
Tágabb összefüggések a Naprendszerben
Az új felfedezések nemcsak a Holdra korlátozódnak. A kutatók szerint a Marson is hasonló folyamatok játszódhatnak le, ahol a kéreg mágneses anomáliái és a napszél kölcsönhatása hasonló instabilitásokat eredményezhet. Ezek az eredmények hozzájárulhatnak a Naprendszerben található, gyenge vagy lokális mágneses térrel rendelkező égitestek környezetének mélyebb megértéséhez.
