Uzorci koje je kineska misija Chang’e-6 donijela s daleke strane Mjeseca otkrili su trag Zemljina utjecaja na Sunčev vjetar. Analiza plemenitih plinova pokazuje da Zemljina magnetosfera povremeno usporava čestice koje stižu do bliže strane Mjeseca, zbog čega one ne prodiru jednako duboko u tlo kao čestice na mjestu slijetanja Chang’e-6.
Istraživanje donosi prvu izravnu usporedbu tragova Sunčeva vjetra u uzorcima s obiju strana Mjeseca. Svi uzorci koje su prije misije Chang’e-6 na Zemlju donijele misije Apollo, Luna i Chang’e-5 bili su prikupljeni na bližoj strani.
Chang’e-6 vratio je ukupno 1.935,3 grama materijala iz bazena Južni pol – Aitken. Autori novog istraživanja dobili su približno jedan gram tog regolita, iz kojega su izdvojili sedam manjih poduzoraka za laboratorijska mjerenja.
Mjesečevo tlo čuva trag čestica sa Sunca
Sunčev vjetar neprekidan je tok električki nabijenih čestica koje Sunce izbacuje u svemir. Budući da Mjesec nema gustu atmosferu ni snažno globalno magnetsko polje, te čestice izravno udaraju u njegovu površinu i ugrađuju se u zrnca regolita.
Regolit je površinski sloj prašine, kamenčića i usitnjenih stijena. Plemeniti plinovi koje donosi Sunčev vjetar mogu u njemu ostati sačuvani vrlo dugo. Budući da gotovo ne sudjeluju u kemijskim reakcijama, njihove količine, izotopni sastav i dubina na kojoj su zarobljeni pružaju podatke o česticama koje su stizale do Mjeseca.
Istraživači su u uzorcima Chang’e-6 izmjerili helij, neon, argon, kripton i ksenon. Rezultate su usporedili s ranije analiziranim uzorcima s bliže strane, osobito onima koje je donijela misija Chang’e-5.
Kripton i ksenon otkrili su dublje prodiranje čestica
Najjasniji dokaz razlike pronađen je u načinu na koji su se kripton i ksenon oslobađali tijekom postupnog zagrijavanja uzoraka.
Ksenon iz uzoraka Chang’e-6 uglavnom se oslobodio tek pri višim temperaturama, što pokazuje da je bio zarobljen dublje u zrncima tla. U uzorcima Chang’e-5 dio ksenona oslobađao se i pri nižim temperaturama, što upućuje na pliće prodiranje čestica Sunčeva vjetra.
Istraživači su pronašli i razliku u izotopnom sastavu neona. Prosječan omjer neona-20 i neona-22 u uzorcima Chang’e-6 iznosio je 11,34 ± 0,22, manje nego u dosad analiziranim uzorcima s bliže strane Mjeseca.
Niži omjer pokazuje da je u uzorcima s daleke strane došlo do snažnijeg razdvajanja izotopa neona. Autori ipak upozoravaju da postojeći modeli taj rezultat ne mogu potpuno objasniti. Ne pripisuju ga samo većoj brzini Sunčeva vjetra, nego mogućoj kombinaciji više procesa koje će trebati dodatno istražiti.
Zemljina magnetosfera usporava dio Sunčeva vjetra
Dok kruži oko Zemlje, Mjesec dvaput tijekom svake putanje prolazi kroz područje između Zemljina pramčanog udara i vanjske granice magnetosfere. Ondje Sunčev vjetar nailazi na Zemljino magnetsko okruženje, usporava i mijenja smjer.
Brzina čestica u tom se području može smanjiti s uobičajenih približno 400 na oko 200 kilometara u sekundi. Tako usporene čestice mogu stići do mjesta slijetanja Chang’e-5 na bližoj strani Mjeseca, ali ne prodiru jednako duboko u zrnca tla.
Mjesto slijetanja Chang’e-6 na dalekoj strani tijekom tih prolazaka nije izloženo istom dotoku sporijih čestica. Autori procjenjuju da je približno 25 posto ukupnog vremena izloženosti Sunčevu vjetru na lokaciji Chang’e-5 bilo povezano s usporenim česticama. Za mjesto s kojeg su uzeti uzorci Chang’e-6 takav utjecaj nisu pronašli.
Rezultati se odnose na analizirane lokacije i ne dokazuju da su uvjeti jednaki na svakom dijelu bliže ili daleke strane Mjeseca. Ipak, pružaju prvi izravan dokaz iz uzoraka da Zemljina magnetosfera može promijeniti energiju Sunčeva vjetra koji udara u mjesečevu površinu.
Chang’e-6 omogućio je usporedbu koja je dosad nedostajala
Prije povratka misije Chang’e-6 znanstvenici nisu imali uzorke s daleke strane kojima bi mogli provjeriti ostavlja li Zemljina magnetosfera različit trag na dvjema stranama Mjeseca.
Dosadašnje analize tog materijala već su otkrile razlike u geološkoj prošlosti i svojstvima tla. Jedno istraživanje pokazalo je da bi unutrašnjost daleke strane mogla biti hladnija, dok je drugo otkrilo neuobičajeno čvrsto tlo na mjestu prikupljanja uzoraka.
Nova mjerenja pokazuju da razlike postoje i u tragovima Sunčeva vjetra. Kripton i ksenon u regolitu mogli bi pritom poslužiti kao zapis nekadašnjeg međudjelovanja Zemljina magnetskog polja i čestica sa Sunca. Usporede li se s podacima o promjenama Zemljina magnetskog polja, takva bi mjerenja mogla pomoći u rekonstrukciji dugoročnog razvoja magnetosfere.
Zemljino magnetsko okruženje već je povezano s drugim procesima na Mjesecu. Ranija istraživanja pokazala su da čestice iz Zemljine okoline mogu pridonijeti i stvaranju vode na mjesečevoj površini.
Uzorci Chang’e-6 sada pokazuju da Zemljin utjecaj ostaje zabilježen i u plemenitim plinovima. Čestice Sunčeva vjetra na analiziranim mjestima bliže i daleke strane nisu prodirale jednako duboko, a glavni uzrok te razlike najvjerojatnije je njihovo povremeno usporavanje u Zemljinu magnetskom okruženju.
