Атмосфера Луны: в ионосфере высокая плотность плазмы  

Одна из самых красивых вещей о матери Земля наличие атмосфера. Жизнь на Земле была бы невозможна без живого воздушного покрова, полностью обнимающего Землю со всех сторон. На ранней стадии эволюции атмосферы в геологические времена химические реакции в земной коре были критическим источником газов. Однако с эволюцией жизни биохимические процессы, связанные с жизнью, взяли верх и поддерживают текущий газовый баланс. Благодаря потокам расплавленных металлов в недрах Земли, которые создают магнитное поле Земли, ответственное за отклонение большей части ионизирующих солнечных ветров (непрерывный поток электрически заряженных частиц, а именно плазмы, исходящей из солнечной атмосферы) от Земли. Самый верхний слой атмосферы поглощает оставшееся ионизирующее излучение, в свою очередь ионизируется (поэтому называется ионосферой).  

Есть ли у Луны, естественного спутника Земли, атмосфера?  

На Луне нет такой атмосферы, как на Земле. Его гравитационное поле слабее, чем у Земли; в то время как скорость убегания на поверхности Земли составляет около 11.2 км/сек (без учета сопротивления воздуха), на поверхности Луны она составляет всего 2.4 км/сек, что намного меньше среднеквадратичной (RMS) скорости молекул водорода на Луне. В результате большая часть молекул водорода уходит в космосе и Луна не способна удерживать вокруг себя какой-либо значительный слой газов. Однако это не означает, что на Луне вообще нет атмосферы. У Луны есть атмосфера, но она настолько тонкая, что на поверхности Луны преобладает состояние, близкое к вакууму. Атмосфера Луны чрезвычайно тонкая: примерно в 10 триллионов раз тоньше атмосферы Земли. Плотность атмосферы Луны равна плотности внешних границ атмосферы Земли.¹. Именно в этом контексте многие утверждают, что у Луны нет атмосферы.  

Наша команда лунный Атмосфера важна для будущего человечества. Следовательно, за последние 75 лет была проведена серия исследований.  

НАСАМиссия Appolo Mission внесла значительный вклад, когда впервые обнаружила лунный атмосфера⁴. Lunar Эксперимент по составу атмосферы (LACE) Аполлона-17 обнаружил небольшие количества ряда атомов и молекул (включая гелий, аргон и, возможно, неон, аммиак, метан и углекислый газ) на поверхности Луны.¹. Впоследствии наземные измерения обнаружили пары натрия и калия в атмосфере Луны с помощью спектроскопии эмиссионных линий.². Поступали также сообщения об обнаружении ионов металлов, исходящих с Луны. межпланетный космосе и Н₂O лед в полярной области Луны³.  

За последние 3 млрд лет (1 млрд лет или гигагод = 1 миллиард лет или 10⁹ лет) атмосфера Луны стабильна с малоплотной поверхностной границей экзосферы (SBE). До этого у Луны была более заметная, хотя и временная атмосфера из-за значительной вулканической активности на Луне.⁴.

Недавно опубликованные исследования с использованием измерений из лунная часть ISRO орбитальный ЛА показали, что ионосфера Луны может иметь очень высокую плотность электронов. лунный поверхностная плотность электронов может достигать 1.2 × 10⁵ на кубический см, но солнечный ветер действует как сильный агент удаления, сметающий всю плазму в межпланетный средний⁵. Однако интересным открытием было наблюдение высокого содержания электронов в области следа (область замыкающих возмущений солнечного ветра в направлении, противоположном Солнцу). Оно было больше, чем в дневном направлении, учитывая тот факт, что ни солнечная радиация, ни солнечный ветер не взаимодействуют напрямую с имеющимися нейтральными частицами в этой области.⁶. Исследование показывает, что доминирующими ионами в кильватерной зоне являются Ar.^+, и Не⁺ которые имеют сравнительно более длительное время жизни, чем молекулярные ионы ( CO₂^+, и Н₂O⁺ ), которые преобладают в других регионах. Из-за более длительного срока службы Ar⁺ и Не⁺ ионы выживают в области следа, в то время как молекулярные ионы рекомбинируют и исчезают. Высокая электронная плотность была обнаружена также вблизи лунный полярные регионы в периоды солнечного перехода^5,6. 

НАСА Планируемая миссия Артемиды на Луну направлена ​​на создание базового лагеря Артемиды на Луне. лунный поверхность и Врата в лунный орбита. Это, безусловно, поможет более детальному и непосредственному изучению лунный атмосфера⁷.  

Ссылки:  

1. НАСА 2013. Есть ли на Луне атмосфера? Доступно онлайн по адресу https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.  

2. Поттер А.Э. и Морган Т.Х. 1988. Открытие паров натрия и калия в атмосфере Луны. НАУКА 5 августа 1988 г. Том 241, выпуск 4866, стр. 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67 

3. Стерн С.А. 1999. Лунная атмосфера: история, статус, текущие проблемы и контекст. Обзоры геофизики. Впервые опубликовано: 01 ноября 1999 г. Том 37, выпуск 4 ноября 1999 г. Страницы 453–491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005 

4. Needham DH and Kringab DA 2017. Лунный вулканизм создал временную атмосферу вокруг древней Луны. Письма о Земле и планетологии. Том 478, 15 ноября 2017 г., страницы 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002  

5. Амбили К.М. и Чоудхари Р.К. 2021. Трехмерное распределение ионов и электронов в лунной ионосфере возникло в результате фотохимических реакций. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, том 510, выпуск 3, март 2022 г., страницы 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734  

6. Трипати КР, и др. 2022. Исследование особенностей лунной ионосферы с использованием двухчастотного режима. радио научный эксперимент (DFRS) на борту орбитального корабля «Чандраян-2». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма, том 515, выпуск 1, сентябрь 2022 г., страницы L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058  

7. НАСА 2022. Миссия Артемиды. Можно купить в https://www.nasa.gov/specials/artemis/