Το φεγγάρι μαστιγώνεται από τη γήινη μαγνητοουρά

Πηγή: ScienceDaily, 21 Απριλίου 2008

Παρατηρείστε το γεμάτο φεγγάρι. Οι αρχαίοι κρατήρες και οι παγωμένες θάλασσες της λάβας βρίσκονται ακίνητοι κάτω από έναν χωρίς αέρα ουρανό, βαθιά ήρεμοι. Είναι ένας γαλήνιος, σε αργή κίνηση κόσμος όπου ακόμη και ένα ανθρώπινο ίχνος μπορεί να κρατήσει εκατομμύρια χρόνια. Τίποτα δεν φαίνεται να ταράζει την ηρεμία εκεί πάνω, σωστά;

Λάθος.

Επιστήμονες που υποστηρίζονται από τη NASA έχουν συνειδητοποιήσει ότι κάτι συμβαίνει κάθε μήνα, όταν το φεγγάρι μαστιγώνεται από τη γήινη μαγνητοουρά.

"Η γήινη μαγνητοουρά υπερβαίνει την τροχιά του φεγγαριού και, μία φορά το μήνα, το φεγγάρι βρίσκεται εντός της μαγνητοουράς της," λένε ο Tim Stubbs, του πανεπιστημίου της Μέρυλαντ που εργάζεται στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard. "Κι αυτό μπορεί να έχει συνέπειες που κυμαίνονται από τις θύελλες της σκόνης έως  ως τις ηλεκτροστατικές εκφορτίσεις."

Η μαγνητική ουρά της Γης είναι μια επέκταση του ίδιου του μαγνητικού της πεδίου. Ολόκληρος ο πλανήτης μας είναι τυλιγμένος σε μια μαγνητική φυσαλίδα, η οποία προέρχεται από το μαγνητικό δυναμό στο γήινο πυρήνα. Έξω στο διάστημα, ο ηλιακός άνεμος πιέζει αυτήν την φυσαλίδα και την τεντώνει, δημιουργώντας μια μακριά "μαγνητοουρά" στη αντίθετη κατεύθυνση του ανέμου.

Το φεγγάρι είναι μέσα στη μαγνητοουρά όταν είναι πλήρες. Εισέρχεται σε αυτήν τρεις ημέρες πριν την πανσέληνο και κάθεται άλλες τρεις μέρες μετά. Και κατά τη διάρκεια των έξι ημερών συμβαίνουν παράξενα πράγματα.

Πολύ λεπτά σωματίδια σκόνης στην επιφάνεια της Σελήνης μπορούν να 'αιωρούνται' πάνω από το έδαφος, επειδή απωθούνται

Κατά τη διάρκεια της διέλευσης του φεγγαριού μέσα από τη μαγνητοουρά έρχεται σε επαφή με ένα γιγαντιαίο "στρώμα" πλάσματος από καυτά φορτισμένα σωματίδια, που παγιδεύονται στην ουρά. Τα πιο ελαφριά και πιο ευκίνητα από αυτά τα σωματίδια, τα ηλεκτρόνια δηλαδή, καλύπτουν την επιφάνεια του φεγγαριού και το φορτίζουν αρνητικά.

Στην φωτεινή πλευρά του φεγγαριού αυτό το φαινόμενο εξουδετερώνεται ως ένα βαθμό από το φως του ήλιου: Τα φωτόνια της υπεριώδους κτυπούν τα ηλεκτρόνια αφαιρώντας τα από την επιφάνεια και διατηρώντας την πυκνότητα του φορτίου της σε σχετικά χαμηλά επίπεδα. Αλλά στην αθέατη και σκοτεινή πλευρά, στο ψυχρό σεληνιακό σκοτάδι, τα ηλεκτρόνια συσσωρεύονται συνεχώς και το δυναμικό στην επιφάνεια μπορεί να ανέβει σε εκατοντάδες ή σε χιλιάδες βολτ.

Οι αστροναύτες λοιπόν στο φεγγάρι, όταν θα βρίσκεται μέσα στη μαγνητοουρά, περπατώντας στη σκονισμένη επιφάνεια θα μπορούσαν να συλλέξουν μια υπερβολικά μεγάλη ποσότητα φορτίου. Όμως τα ηλεκτρονικά στο φεγγάρι θα μπορούσαν να καταστραφούν από ανεπιθύμητα βραχυκυκλώματα όπως και ο εξοπλισμός των μελλοντικών αποίκων.

Οι ίδιοι οι αστροναύτες θα ήταν ασφαλείς, μονωμένοι από τις στολές τους, όμως τα φορτία του εδάφους θα μπορούσαν να προκαλέσουν σπινθήρες που θα κατέστρεφαν οποιονδήποτε εξοπλισμό περιλαμβάνει μεταλλικά εξαρτήματα.

Σωματίδια σκόνης, εν τω μεταξύ, μπορεί να πετάξουν προς τα πάνω. Υπάρχουν πολλές αποδείξεις ότι τα λεπτά σωματίδια της σεληνιακής σκόνης μπορούν να αιωρηθούν πάνω από τη σεληνιακή επιφάνεια, λόγω της ηλεκτροστατικής άπωσης. Αυτό μπορεί να δημιουργήσει μια προσωρινή νυχτερινή ατμόσφαιρα από σκόνη, έτοιμη να σκεπάσει τα μηχανήματα ή τις στολές (η σκόνη της Σελήνης δρα πολύ λειαντικά), και να κάνει γενικά τη ζωή δύσκολη στους αστροναύτες.

Και το πιο παράξενο: η σκόνη μπορεί να συσσωρευτεί κάνοντας ένα είδος διάφανου ανέμου. Η αιωρούμενη σκόνη, εξ αιτίας της διαφοράς στη συσσώρευση φορτίων, θα έφευγε από την έντονα αρνητική αθέατη πλευρά, προς τη φωτεινή πλευρά με το λίγο αρνητικό φορτίο. Αυτό το φαινόμενο που ονομάζεται "καταιγίδα σκόνης" θα ήταν πολύ ισχυρό στην διαχωριστική γραμμή μεταξύ της ημέρας και της νύχτας.

Ένα μεγάλο μέρος αυτής της εικόνας είναι καθαρά υποθετική λέει ο Stubbs. Κανένας δεν μπορεί να πει τι συμβαίνει ακριβώς στο φεγγάρι όταν εισέρχεται στη μαγνητοουρά, επειδή κανένας δεν ήταν εκεί στον κρίσιμο χρόνο. "Οι αστροναύτες του Απόλλωνα δεν προσγειώθηκαν ποτέ σε ένα γεμάτο φεγγάρι και δεν δοκίμασαν ποτέ τη μαγνητοουρά."

Οι ερευνητές μπορούσαν από παλιά να υποθέσουν ότι η σεληνιακή επιφάνεια μπορεί να φορτιστεί όταν πέσουν πάνω της φορτισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου. Όμως μέχρι σήμερα κανείς δεν είχε φανταστεί την ένταση του φαινομένου.

Οι καλύτερες αποδείξεις προέρχονται από το διαστημικό σκάφος Lunar Prospector της NASA, που ήταν το 1998-99 σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι και διασταυρώθηκε πολλές φορές με τη μαγνητοουρά. Κατά τη διάρκεια ορισμένων διασταυρώσεων, το διαστημικό σκάφος αισθάνθηκε μεγάλες αλλαγές στην τάση  της νυχτερινής πλευράς, από -200 βολτ σε -1000 βολτ," λέει ο Jasper Halekas του Μπέρκλευ, που έχει μελετήσει στοιχεία δεκαετιών.

Ο εξοπλισμός των αστροναυτών θα μπορούσε να προστατευτεί με ειδικές επιστρώσεις, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται για την προστασία των δορυφόρων.

Όπως διαπίστωσαν και μόνοι τους οι αστροναύτες της αποστολής Apollo, η σκόνη είναι τόσο λεπτόκοκκη ώστε μπορεί να περνά ακόμα και μέσα από στεγανές θυρίδες.

Τι ακριβώς συμβαίνει στη Σελήνη λοιπόν; Οι επόμενοι αστροναύτες πρόκειται να το ανακαλύψουν. Η NASA επιστρέφει στο φεγγάρι στην επόμενη δεκαετία και προγραμματίζει να κτίσει φυλάκια για μια μακροπρόθεσμη σεληνιακή εξερεύνηση. Έτσι, θα εξερευνήσουν και τη μαγνητοουρά.

Άλλες πηγές πλάσματος

Η μαγνητοουρά της Γης δεν είναι η μόνη πηγή πλάσματος που φορτίζει το φεγγάρι. Και ο ηλιακός άνεμος μπορεί να προσφέρει σωματίδια. Πράγματι, τις περισσότερες φορές, ο ηλιακός άνεμος είναι η αρχική πηγή φορτίων. Αλλά όταν το φεγγάρι εισέρχεται στη μαγνητοουρά, ο ηλιακός άνεμος υποχωρεί και  αναλαμβάνει το στρώμα του πλάσματος. Το στρώμα του πλάσματος είναι περίπου 10 φορές πιο καυτό από τον ηλιακό άνεμο και αυτό του δίνει περισσότερη ικανότητα "διάτρησης" όταν αλλάζει η ισορροπία του φορτίου στην  επιφάνεια του φεγγαριού. Ηλεκτρόνια από το πλάσμα δύο εκατομμυρίων βαθμών στο στρώμα του πλάσματος περιφέρονται σαν τρελά και πολλά από αυτά χτυπούν την επιφάνεια του φεγγαριού. Τα ηλεκτρόνια του ηλιακού ανέμου είναι σχετικά ψυχρά 140 χιλιάδες βαθμούς μόνο, και λίγα από αυτά κινούνται προς τη σκιασμένη αθέατη επιφάνεια του  φεγγαριού.

Ο στατικός ηλεκτρισμός εμφανίζεται λοιπόν είτε όταν η Σελήνη δέχεται άμεσα τα σωματίδια υψηλής ενέργειας των ηλιακών καταιγίδων, είτε όταν διέρχεται από την μαγνητοουρά της Γης. Το πότε θα διέλθει η Σελήνη από τη γήινη μαγνητοουρά είναι προβλέψιμο, ενώ οι ηλιακές καταιγίδες δεν είναι.

Επειδή Γη βρίσκεται συνεχώς απέναντι από το ρεύμα του ηλιακού ανέμου - μια συνεχής ροή φορτισμένης ύλης, - το μαγνητικό της πεδίο αλληλεπιδρά με τον ηλιακό άνεμο αλλάζοντας τη ροή του από υπερηχητική σε υποηχητική, όταν τον συναντά.

Χωρίς τον ηλιακό άνεμο το μαγνητικό πεδίο της Γης θα εκτεινόταν πολύ μακριά και η μορφή του θα εμφανιζόταν διπολική. Περιορίζεται έτσι η έκτασή του και δημιουργείται η μαγνητόσφαιρα της Γης, η οποία εμφανίζεται συμπιεσμένη στην προσήλια πλευρά της, ενώ δημιουργείται η μαγνητοουρά στην ανήλια πλευρά όπως φαίνεται αριστερά στην εικόνα.

Η μαγνητοουρά εκτείνεται στο διάστημα 65.000 km στην πλευρά που την βλέπει ο ήλιος και σε δεκαπλάσια απόσταση από τη σκοτεινή πλευρά, πέρα και από το φεγγάρι.