Сотрудники Института космических исследований (ИКИ РАН) впервые в мире показали, что в окрестностях комет могут естественным образом формироваться плазменно-пылевые кристаллы — упорядоченные структуры из заряженных твердых частиц. Ранее такие образования наблюдались только в лабораторной пылевой плазме, а их существование в природе оставалось неподтвержденным.
В космическом пространстве пыль постоянно взаимодействует с солнечным ветром и ультрафиолетовым излучением. В результате частицы получают электрический заряд и вместе с электронами и ионами образуют так называемую пылевую плазму. Исследователи с помощью вычислительного моделирования изучили, могут ли в таких условиях возникать устойчивые кристаллические структуры рядом с безатмосферными небесными телами.
Наиболее подходящими объектами оказались кометы. Их слабая гравитация позволяет относительно крупным пылевым частицам подниматься над поверхностью и длительное время находиться во взвешенном состоянии. Дополнительным фактором становится постоянный выброс пыли из ядра космических скитальцев, обеспечивающий необходимую концентрацию частиц.
Почему не Луна, а кометы
Расчеты показали, что при определенных параметрах среды вблизи ядра кометы пылинки способны самоорганизовываться в объемно-центрированную кубическую кристаллическую решетку. Аналогичные структуры, по мнению авторов, могут существовать и возле активных астероидов, которые также выбрасывают пыль и газ.
А вот рядом с Луной, Меркурием, спутниками Марса и большинством астероидов образование таких кристаллов маловероятно. Более сильная гравитация не позволяет крупным частицам зависать на достаточной высоте. Левитировать способны лишь очень мелкие пылинки, однако их заряд и концентрация оказываются слишком малы для формирования упорядоченной структуры.
Полученные результаты могут пригодиться при подготовке будущих космических миссий. Авторы отмечают, что плазменно-пылевые кристаллы потенциально можно обнаруживать оптическими методами. В перспективе соответствующие приборы могут войти в состав научной аппаратуры экспедиций к кометам и даже к Луне. Для лунных экспериментов ученые предлагают искусственно создавать необходимые условия, например механически подбрасывая пыль на определенную высоту и наблюдать за последствиями.
Ранее миссия Rosetta показала, что кометы выбрасывают огромное количество пылевых частиц разных размеров, создавая сложную и динамичную околоядерную среду.
О происхождении самой знаменитой кометы 2025 года мы рассказали здесь.