La Universidad HSE de Moscú (Rusia) ha desarrollado un modelo físico-matemático que explica la levitación de partículas de polvo cargadas sobre la superficie lunar iluminada por el sol en casi cualquier latitud. Por primera vez, el modelo tiene en cuenta la cola magnética de la Tierra, un área particular alrededor de nuestro planeta. Los datos de investigación, publicada en Physics of Plasmas, son importantes para planificar las misiones espaciales rusas Luna-25 y Luna-27.
En el espacio, nuestro satélite está rodeado de plasma (gas ionizado), que contiene partículas de polvo de materia sólida. En la superficie selenita, estas partículas, impactadas por los fotones, electrones e iones del viento solar, adquieren una carga positiva. Su interacción con la capa externa lunar, cargada positivamente también, hace que reboten, se muevan y formen el plasma polvoriento.
Debido a estos factores, los investigadores podrían suponer que los plasmas de polvo lunar evolucionan solo por encima de una parte de la superficie del astro (alrededor de latitudes superiores a 76°). Pero se espera que se puedan observar plasmas polvorientos sobre toda la parte de Selene iluminada por el sol. Los autores del artículo piensan que en el movimiento de este plasma tiene un importante el impacto la cola magnética de nuestro planeta.
La magnetosfera de la Tierra evoluciona debido a la interacción que tiene el campo magnético terrestre con las partículas cargadas del espacio. Impactadas por el campo magnético, por ejemplo, las partículas del viento solar se desvían de su trayectoria inicial y forman un área alrededor del planeta. Es asimétrico: en el lado diurno, alcanza el tamaño de 8-14 radios terrestres; y en el lado nocturno, se extiende y forma una cola magnética, que tiene varios cientos de radios terrestres de largo.
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| © NASA |
Durante una cuarta parte de su órbita, la Luna está en la cola magnética de la Tierra, lo que afecta el movimiento de las partículas a lo largo del meridiano: impactadas por el campo magnético, comienzan a moverse desde el área polar hacia el ecuador. Las partículas también se ven afectadas por la gravedad y las fuerzas electrostáticas. El primero atrae el grano de polvo a la superficie, mientras que el otro lo repele. Esto conduce a la oscilación vertical de las partículas.
Después de esto, las partículas pasan a una condición de levitación. Los investigadores explican este efecto por los largos días de sol en la Luna: casi 15 días terrestres. Durante este período de tiempo, el proceso de oscilación de partículas se desvanece y tienen tiempo suficiente para pasar a la levitación. «Luna-25 y Luna-27 están en preparación hoy, y estudiarán las propiedades del polvo y los plasmas polvorientos cerca de la superficie lunar. Para que tengan éxito, la investigación preliminar es esencial», reconoce Sergey Popel, jefe del laboratorio de Procesos de Plasma Polvoriento en Objetos Espaciales del Instituto de Investigación Espacial de la Academia Rusa de Ciencias.
«Hoy usamos un enfoque simplificado para explicar la transición del polvo sobre la superficie lunar teniendo en cuenta los campos magnéticos en la cola magnética de la Tierra. En estudios futuros, será necesario tener en cuenta adicionalmente la inclinación axial y la inclinación de la órbita al plano de la eclíptica tanto para la Tierra como para la Luna, así como para considerar parámetros más precisos del plasma de cola magnética», concluyó.
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