Атмасфера Месяца: іанасфера мае высокую шчыльнасць плазмы  

Адна з самых прыгожых рэчаў пра маці Зямля з'яўляецца наяўнасць ан атмасфера. Жыццё на Зямлі было б немагчымым без жывога паветранага пласта, які цалкам ахоплівае Зямлю з усіх бакоў. На ранняй фазе эвалюцыі атмасферы ў геалагічныя часы хімічныя рэакцыі ў зямной кары былі найважнейшай крыніцай газаў. Аднак з эвалюцыяй жыцця біяхімічныя працэсы, звязаныя з жыццём, узялі верх і падтрымліваюць цяперашні газавы баланс. Дзякуючы патоку расплаўленых металаў у нетрах Зямлі, якія ствараюць магнітнае поле Зямлі, якое адказвае за адхіленне большасці іанізуючых сонечных вятроў (бесперапыннага патоку электрычна зараджаных часціц, напрыклад плазмы, якая паходзіць з сонечнай атмасферы) ад Зямлі. Верхні пласт атмасферы паглынае астатняе іанізуючае выпраменьванне, у сваю чаргу становячыся іянізаваным (таму называецца іаносферай).  

Ці ёсць у Месяца, натуральнага спадарожніка Зямлі, атмасфера?  

The Moon does not have an atmosphere the way we experience it on Earth. Its gravitational field is weaker than Earth’s; while escape velocity at Earth’s surface is about 11.2 km/sec (air resistance disregarded), on Moon’s surface it is merely 2.4 km/sec which is much less than the root mean square (RMS) velocity of hydrogen molecules on the Moon. As a result, most of the hydrogen molecules escape to прастору and the Moon is unable to retain any significant sheet of gases around it. However, this does not mean the Moon has no atmosphere at all. The Moon has an atmosphere but it’s so thin that a near vacuum condition prevails at the Moon’s surface. The Moon’s atmosphere is extremely thin: about 10 trillion times thinner than the Earth’s atmosphere. Density of the Moon’s atmosphere is at par with the density of the outermost fringes of Earth’s atmosphere¹. Менавіта ў гэтым кантэксце многія сцвярджаюць, што Месяц не мае атмасферы.  

,en месяцовы атмасфера важная для будучыні чалавецтва. Такім чынам, за апошнія 75 гадоў была праведзена серыя даследаванняў.  

НАСА’s Appolo Mission made significant contributions when it first detected месяцовы атмасфера⁴. Месяцовы Atmospheric Composition Experiment (LACE) of Apollo 17 found small amounts of a number of atoms and molecules (including helium, argon, and possibly neon, ammonia, methane and carbon dioxide) on the Moon’s surface¹. Пасля наземныя вымярэнні выявілі пары натрыю і калія ў атмасферы Месяца з дапамогай эмісійнай спектраскапіі². There were also reports on the finding of metal ions emanating from the Moon in міжпланетны прастору і Н₂О лёд у палярнай вобласці Месяца³.  

За апошнія 3 гады (1 мільярд гадоў або гігагод = 1 мільярд гадоў або 10⁹ гадоў), атмасфера Месяца стабільная з нізкай шчыльнасцю паверхневай мяжы экзасферы (SBE). Да гэтага на Месяцы была больш прыкметная, хоць і мінучая атмасфера з-за значнай вулканічнай актыўнасці на Месяцы⁴.

Нядаўна апублікаваныя даследаванні з выкарыстаннем вымярэнняў з ISRO’s lunar арбітальны ЛА reveal that the ionosphere of the Moon can have a very high electron density. The месяцовы surface electron density could be as high as 1.2 × 10⁵ per cubic cm but the solar wind acts as a strong removal agent sweeping all the plasma to the міжпланетны серада⁵. Аднак цікавай знаходкай было назіранне высокага ўтрымання электронаў у кільватэрнай вобласці (вобласць адстаючых абурэнняў сонечнага ветру ў напрамку супраць Сонца). Ён быў большы, чым у дзённым напрамку, улічваючы той факт, што ні сонечнае выпраменьванне, ні сонечны вецер не ўзаемадзейнічаюць непасрэдна з даступнымі нейтральнымі часціцамі ў гэтым рэгіёне⁶. Даследаванне паказвае, што дамінуючымі іёнамі ў кільватэрнай вобласці з'яўляюцца Ar^+, і Ne⁺ якія маюць параўнальна большы час жыцця, чым малекулярныя іёны (CO₂^+, і Н₂O⁺ ), якія дамінуюць у іншых рэгіёнах. З-за большай працягласці жыцця Ar⁺ і Ne⁺ ions survive in the wake region while the molecular ions recombine and disappear. High electron density was found also near месяцовы polar regions during solar transition periods^5,6. 

НАСА planned Artemis Mission to the Moon aims to set up Artemis Base Camp on the месяцовы surface and the Gateway in месяцовы арбіта. This will certainly help more detailed and direct study of the месяцовы атмасфера⁷.  

*** 

Спасылкі:  

1. NASA 2013. Ці ёсць атмасфера на Месяцы? Даступны ў Інтэрнэце па адрасе https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.  

2. Потэр AE і Морган TH 1988. Адкрыццё пароў натрыю і калію ў атмасферы Месяца. НАВУКА, 5 жніўня 1988 г., том 241, выпуск 4866, с. 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67 

3. Стэрн С. А. 1999. Месяцовая атмасфера: гісторыя, статус, сучасныя праблемы і кантэкст. Агляды геафіз. Першая публікацыя: 01 лістапада 1999 г. Том 37, выпуск 4 лістапада 1999 г. Стар. 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005 

4. Needham DH і Kringab DA 2017. Месяцовы вулканізм стварыў пераходную атмасферу вакол старажытнага Месяца. Лісты пра навуку аб Зямлі і планетах. Том 478, 15 лістапада 2017 г., старонкі 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002  

5. Амбілі К. М. і Чоудхары Р. К. 2021. Трохмернае размеркаванне іёнаў і электронаў у месяцовай іаносферы адбылося ў выніку фотахімічных рэакцый. Штомесячныя паведамленні Каралеўскага астранамічнага таварыства, том 510, выпуск 3, сакавік 2022 г., старонкі 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734  

6. Трыпаці КР, і інш 2022. A study on the characteristic features of the lunar ionosphere using dual frequency радыё science (DFRS) experiment onboard Chandrayaan-2 orbiter. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Volume 515, Issue 1, September 2022, Pages L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058  

7. NASA 2022. Місія Артэміда. Даступны па адрасе https://www.nasa.gov/specials/artemis/ 

***