Атмосфера Луны
Атмосфера Луны представляет собой очень редкий слой газов, окружающий Луну . Для большинства практических целей считается, что Луна окружена вакуумом . Повышенное присутствие атомных и молекулярных частиц в ее окрестностях по сравнению с межпланетной средой , называемой для научных целей « лунной атмосферой », незначительно по сравнению с газовыми оболочками, окружающими Землю и большинство планет Солнечной системы . Давление этой небольшой массы составляет около 3 × 10 −15 атм (0,3 нПа ), меняющаяся в течение дня, и общей массой менее 10 метрических тонн. [5] [6] В противном случае Луна считается не имеющей атмосферы, поскольку она не может поглощать измеримые количества радиации, не выглядит слоистой или самоциркулирующей и требует постоянного пополнения из-за высокой скорости, с которой ее газы теряются в космосе.
Роджер Джозеф Боскович » (1753 г.) доказывал отсутствие атмосферы вокруг Луны был первым современным астрономом, который в своей книге «De lunae atmosphaera .
Источники
[ редактировать ]Одним из источников лунной атмосферы является дегазация : выброс таких газов, как радон и гелий, в результате радиоактивного распада внутри коры и мантии . Другим важным источником является бомбардировка лунной поверхности микрометеоритами , солнечным ветром и солнечным светом в процессе, известном как распыление . [7]
Скорость убегания и атмосферное удержание
[ редактировать ]Газы могут:
- быть повторно имплантирован в реголит под действием гравитации Луны ;
- полностью покинуть Луну, если частица движется со скоростью убегания от Луны или выше , равной 2,38 км/с (1,48 мили/с) или 5328 миль в час (8575 км/ч);
- быть потеряны в космосе либо под действием давления солнечной радиации , либо, если газы ионизированы , уносясь магнитным полем солнечного ветра .
Состав
[ редактировать ]Та небольшая атмосфера, которую имеет Луна, состоит из некоторых необычных газов, включая натрий и калий , которых нет в атмосферах Земли, Марса или Венеры . На уровне моря на Земле каждый кубический сантиметр атмосферы содержит примерно 10 19 молекулы; для сравнения, лунная атмосфера содержит менее 10 6 молекулы в одном и том же объеме. На Земле это считается очень хорошим вакуумом. Фактически, плотность атмосферы на поверхности Луны сравнима с плотностью некоторых из самых дальних границ атмосферы Земли, на орбите которой вращается Международная космическая станция . [8]
Элементы натрий и калий были обнаружены в атмосфере Луны с помощью наземных спектроскопических методов , тогда как изотопы радон-222 и полоний-210 были обнаружены на основе данных, полученных спектрометром Lunar Prospector -частиц альфа . [9] Аргон-40 , гелий-4 , кислород и/или метан ( СН 4 ), азот ( N 2 ) и/или окись углерода ( CO ) и углекислый газ ( CO 2 )) были обнаружены на месте детекторами, установленными астронавтами Аполлона . [10]
Среднее дневное содержание элементов, которые, как известно, присутствуют в лунной атмосфере, в атомах на кубический сантиметр, следующее:
- Аргон : 20 000–100 000 [11]
- Гелий : 5 000–30 000 [11]
- Неон : до 20 000 [11] [12]
- Натрий : 70
- Калий : 17
- Водород : менее 17
Это дает примерно 80 000 атомов на кубический сантиметр, что немного превышает количество, предположительно существующее в атмосфере Меркурия . [10] Хотя это значительно превышает плотность солнечного ветра, которая обычно составляет всего лишь несколько протонов на кубический сантиметр, это практически вакуум по сравнению с атмосферой Земли.
На Луне также может быть разреженная «атмосфера» из электростатически левитирующей пыли. см. в разделе Лунный грунт Более подробную информацию .
Древняя атмосфера
[ редактировать ]В октябре 2017 года НАСА ученые из Центра космических полетов Маршалла и Института Луны и планет в Хьюстоне объявили о своем выводе, основанном на исследованиях образцов лунной магмы, полученных миссиями «Аполлон» , о том, что Луна когда-то в течение определенного периода времени обладала относительно плотной атмосферой. 70 миллионов лет между 3 и 4 миллиардами лет назад. Эта атмосфера, образовавшаяся из газов, выброшенных в результате извержений лунных вулканов , была в два раза толще атмосферы современного Марса . Было высказано предположение, что эта древняя атмосфера могла поддерживать жизнь, хотя никаких доказательств жизни обнаружено не было. [13] Древняя лунная атмосфера в конечном итоге была унесена солнечными ветрами и рассеялась в космосе. [14]
См. также
[ редактировать ]
- Атмосфера Меркурия
- Экзосфера
- Исследователь лунной атмосферы и пылевой среды (LADEE)
- Порядки величины (давление)
- Натриевый хвост Луны
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Сияние лунного горизонта с аппарата Surveyor 7» . Планетарное общество . 6 мая 2016 г. Проверено 8 августа 2022 г.
- ^ «Миссия НАСА по изучению загадочных лунных сумерек» . Управление научной миссии . 3 сентября 2013 г. Проверено 8 августа 2022 г.
- ^ Колвелл, Джошуа Э.; Робертсон, Скотт Р.; Гораньи, Михай; Ван, Сюй; Поппе, Эндрю; Уиллер, Патрик (1 января 2009 г.). «Левитация лунной пыли - Журнал аэрокосмической техники - Том 22, № 1» . Журнал аэрокосмической техники . 22 (1): 2–9. дои : 10.1061/(ASCE)0893-1321(2009)22:1(2) . Проверено 08 августа 2022 г.
- ^ Дебора Берд (24 апреля 2014 г.). «Зодиакальный свет, видимый с Луны» . ЗемляНебо . Проверено 8 августа 2022 г.
- ^ Уильямс, Дэвид Р. «Информационный бюллетень о Луне» . НАСА . Проверено 16 ноября 2016 г.
- ^ Глобус, Рут (1977). «Глава 5, Приложение J: Воздействие на лунную атмосферу» . В Джонсоне, Ричард Д.; Холброу, Чарльз (ред.). Космические поселения: исследование дизайна . НАСА. НАСА СП-413. Архивировано из оригинала 31 мая 2010 г. Проверено 15 ноября 2016 г.
- ^ Люси, Пол; Коротев, Рэнди Л.; Гиллис, Джеффри Дж.; Тейлор, Ларри А.; Лоуренс, Дэвид; и др. (январь 2006 г.). «Понимание лунной поверхности и взаимодействия космоса и Луны». Обзоры по минералогии и геохимии . 60 (1): 83–219. Бибкод : 2006РвМГ...60...83Л . дои : 10.2138/rmg.2006.60.2 .
- ^ «Есть ли атмосфера на Луне?» . НАСА. 12 апреля 2013 г.
- ^ Лоусон, Стефани Л.; Фельдман, Уильям К.; Лоуренс, Дэвид Дж.; Мур, Курт Р.; Эльфик, Ричард К.; и др. (сентябрь 2005 г.). «Недавнее выделение газа с поверхности Луны: спектрометр альфа-частиц Lunar Prospector» . Журнал геофизических исследований . 110 (Е9): E09009. Бибкод : 2005JGRE..110.9009L . дои : 10.1029/2005JE002433 .
- ^ Jump up to: а б Стерн, С. Алан (1999). «Лунная атмосфера: история, статус, текущие проблемы и контекст». Обзоры геофизики . 37 (4): 453–491. Бибкод : 1999RvGeo..37..453S . CiteSeerX 10.1.1.21.9994 . дои : 10.1029/1999RG900005 . S2CID 10406165 .
- ^ Jump up to: а б с Бенна, М.; Махаффи, PR; Халекас, Дж.С.; Эльфик, РЦ; Делори, GT (май 2015 г.). «Изменчивость гелия, неона и аргона в лунной экзосфере, наблюдаемая прибором LADEE NMS». Письма о геофизических исследованиях . 42 (10): 3723–3729. Бибкод : 2015GeoRL..42.3723B . дои : 10.1002/2015GL064120 .
Неон был обнаружен над ночной стороной на уровнях, сравнимых с He, и было обнаружено, что он демонстрирует пространственное распределение неконденсирующегося газа, размещенного на поверхности.
- ^ Штайгервальд, Уильям А. (17 августа 2015 г.). «Космический корабль НАСА LADEE обнаружил неон в лунной атмосфере» . НАСА . Проверено 18 августа 2015 г.
- ^ Чачча, Крис (24 июля 2018 г.). «Жизнь на Луне? Новое исследование показало, что на поверхности Луны могла существовать жизнь» . Фокс Ньюс .
- ^ «НАСА: Когда-то на Луне была атмосфера, которая исчезла» . Время . Проверено 16 апреля 2018 г.
В этой статье использованы общедоступные материалы из Есть ли атмосфера на Луне? . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
