Изучение атмосферы Луны во время лунного затмения

Американские ученые Майкл Мендилло и Джеффри Бомгарднер (Бостонский университет) после анализа результатов наблюдений полного лунного затмения 29 ноября 1993 года пришли к выводу, что лунная атмосфера на самом деле в два раза протяженнее, чем считали раньше. И, что самое главное, она поддерживается не ударами о лунный грунт микрометеоритов и элементарных частиц солнечного ветра (протонов и электронов), а воздействием на него световыми и тепловыми фотонами солнечного излучения.

В отличие от других исследователей, Мендилло и Бомгарднер хотели зафиксировать лунную атмосферу на как можно больших расстояниях от Луны — от единиц до десятков ее радиусов.

Для достижения подобных результатов они попытались использовать специальные интерференционные узкополосные светофильтры в сочетании с искусственной земной тенью — круглой заслонкой, устанавливаемой в фокусе телескопа, чтобы убрать яркий свет Луны. Однако для лунных фаз, отличных от первой или последней четверти, приемлемых результатов получить не удалось.

Вот тогда-то американских астрономов и осенила мысль наблюдать атмосферу Луны во время полных лунных затмений.

Основные компоненты лунной атмосферы — это атомы и ионы натрия и калия, выбитые из лунного грунта под влиянием ряда факторов. Такой "воздух" на Луне чрезвычайно разрежен. Земная атмосфера на высоте полета искусственных спутников и орбитальных станций показалась бы слоем свинца по сравнению с ним. Тем не менее, атомы натрия очень легко возбуждаются и сильно излучают. Благодаря этому факту даже ничтожное их количество можно легко обнаружить.

Мендилло и Бомгарднеру оставалось лишь снять Луну и прилегающую к ней область неба на ПЗС-матрицы во время полного лунного затмения через узкополосные фильтры, настроенные на соответствующие линии излучения натрия. А затем, чтобы отделить излучение лунного натрия от земного, снять ту же область неба повторно, но уже без Луны. Что они и сделали 29 ноября 1993 года на обсерватории МакДональд.


Окончательным результатом исследований стало откалиброванное изображение атмосферы нашего естественного спутника. "По ней отлично заметно, что лунная атмосфера уверенно фиксируется на расстояниях до 9 лунных радиусов от края Луны. Это в два раза больше предыдущих оценок. Примечательна также высокая симметричность этой вуали на таком удалении от планеты относительно ее центра", — констатируют американские ученые.

Когда Луна в полнолунии, она лежит глубоко внутри "хвоста" земной магнитосферы, которая прекрасно защищает ее от солнечного ветра. Этот эффект длится в течение нескольких дней вблизи полнолуния — поэтому столь "сочная" атмосфера, которую запечатлели астрономы, не могла быть вызвана этим ветром.

Постоянный поток микрометеоритов, падающих на Луну, также не играет существенной роли в выбивании атомов натрия из лунного грунта и поддержании ее атмосферы, так как он не воспроизводит картину свечения атмосферы, наблюдаемую вблизи фаз первой и последней четверти.

Так что остается два источника лунной атмосферы: фотоны солнечного света, ударяющие о лунный грунт, и нагрев последнего в течение долгого лунного дня. Какой из них преобладает, или они действуют на равных — окончательно станет ясно после будущих затмений.