stringtranslate.com

Атмосфера Луны

Surveyor 7 наблюдает за парящей пылью, можно увидеть явление, называемое свечением лунного горизонта
Тонкая лунная атмосфера видна на поверхности Луны на восходе и закате с лунным горизонтальным свечением [1] и лунными сумеречными лучами, подобными сумеречным лучам Земли . Этот рисунок Аполлона-17 изображает свечение и лучи [2] среди общего зодиакального света [3] [4] .

Атмосфера Луны представляет собой очень разреженный слой газов, окружающих Луну . Для большинства практических целей Луна считается окруженной вакуумом . Повышенное присутствие атомных и молекулярных частиц в ее окрестностях по сравнению с межпланетной средой , называемой « лунной атмосферой » для научных целей, пренебрежимо мало 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 ), изменяясь в течение дня, и в общей массе 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 Жозеф Боскович был первым современным астрономом, который в своем труде «De lunae atmosphaera » (1753) утверждал, что у Луны нет атмосферы .

Источники

Одним из источников лунной атмосферы является дегазация : выделение газов, таких 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

Газы могут:

Состав

Та небольшая атмосфера, что есть у Луны, состоит из некоторых необычных газов, включая натрий и калий , которые не встречаются в атмосферах Земли, Марса или Венеры . На уровне моря на Земле каждый кубический сантиметр атмосферы содержит приблизительно 1019 молекул; для сравнения, лунная атмосфера содержит менее 106 молекул в том же объеме. На Земле это считается очень хорошим вакуумом. Фактически, плотность атмосферы на поверхности Луны сопоставима с плотностью некоторых самых внешних краев атмосферы Земли, где находится орбита Международной космической станции . [8]

Элементы натрий и калий были обнаружены в атмосфере Луны с помощью наземных спектроскопических методов , тогда как изотопы радон-222 и полоний-210 были выведены из данных, полученных с помощью альфа -частичного спектрометра Lunar Prospector . [9] Аргон-40 , гелий-4 , кислород и/или метан ( CH4 ), азот ( N2 ) и /или оксид углерода ( CO ) и диоксид углерода ( CO2 )) были обнаружены детекторами in situ, размещенными астронавтами Apollo . [10]

Среднее дневное содержание элементов, присутствующих в лунной атмосфере, в атомах на кубический сантиметр, следующее:

Это дает приблизительно 80 000 атомов на кубический сантиметр, что немного больше, чем предполагаемое количество в атмосфере Меркурия . [10] Хотя это значительно превышает плотность солнечного ветра, которая обычно составляет порядка нескольких протонов на кубический сантиметр, по сравнению с атмосферой Земли это фактически вакуум.

Луна также может иметь разреженную «атмосферу» электростатически левитирующей пыли. Подробнее см. Лунный грунт .

Древняя атмосфера

В октябре 2017 года ученые НАСА из Центра космических полетов имени Маршалла и Института Луны и планет в Хьюстоне объявили о своем открытии, основанном на исследованиях образцов магмы Луны, полученных миссиями Аполлон , что Луна когда-то обладала относительно плотной атмосферой в течение 70 миллионов лет между 3 и 4 миллиардами лет назад. Эта атмосфера, полученная из газов, выброшенных при извержениях лунных вулканов , была в два раза толще, чем атмосфера 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 рассеяна в космосе. [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Свечение лунного горизонта от Surveyor 7". Планетарное общество . 6 мая 2016 г. Получено 8 августа 2022 г.
  2. ^ "Миссия НАСА по изучению таинственных лунных сумеречных лучей". Science Mission Directorate . 3 сентября 2013 г. Получено 8 августа 2022 г.
  3. ^ Колвелл, Джошуа Э.; Робертсон, Скотт Р.; Хорани, Михай; Ван, Сюй; Поппе, Эндрю; Уиллер, Патрик (01.01.2009). "Lunar Dust Levitation - Journal of Aerospace Engineering - Vol 22, No 1". Journal of Aerospace Engineering . 22 (1): 2–9. doi :10.1061/(ASCE)0893-1321(2009)22:1(2) . Получено 08.08.2022 .
  4. Дебора Берд (24 апреля 2014 г.). «Зодиакальный свет, видимый с Луны». EarthSky . Получено 8 августа 2022 г.
  5. ^ Уильямс, Дэвид Р. "Лунный информационный листок". NASA . Получено 16 ноября 2016 г.
  6. ^ Globus, Ruth (1977). "Глава 5, Приложение J: Воздействие на лунную атмосферу". В Johnson, Richard D.; Holbrow, Charles (ред.). Space Settlements: A Design Study . NASA. NASA SP-413. Архивировано из оригинала 2010-05-31 . Получено 2016-11-15 .
  7. ^ Люси, Пол; Коротев, Рэнди Л.; Джиллис, 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. Bibcode : 2006RvMG...60...83L. doi : 10.2138/rmg.2006.60.2.
  8. ^ «Есть ли атмосфера на Луне?». НАСА. 12 апреля 2013 г.
  9. ^ Лоусон, Стефани Л.; Фельдман, Уильям К.; Лоуренс, Дэвид Дж.; Мур, Курт Р.; Элфик, Ричард К.; и др. (сентябрь 2005 г.). "Недавнее выделение газа с поверхности Луны: спектрометр альфа-частиц Lunar Prospector". Журнал геофизических исследований . 110 (E9): E09009. Bibcode : 2005JGRE..110.9009L. doi : 10.1029/2005JE002433 .
  10. ^ ab Stern, S. Alan (1999). «Лунная атмосфера: история, статус, текущие проблемы и контекст». Reviews of Geophysics . 37 (4): 453–491. Bibcode :1999RvGeo..37..453S. CiteSeerX 10.1.1.21.9994 . doi :10.1029/1999RG900005. S2CID  10406165. 
  11. ^ abc Benna, M.; Mahaffy, PR; Halekas, JS; Elphic, RC; Delory, GT (май 2015 г.). «Изменчивость гелия, неона и аргона в экзосфере Луны, наблюдаемая прибором LADEE NMS». Geophysical Research Letters . 42 (10): 3723–3729. Bibcode : 2015GeoRL..42.3723B. doi : 10.1002/2015GL064120. Неон был обнаружен над ночной стороной на уровнях, сопоставимых с He, и было обнаружено, что он демонстрирует пространственное распределение неконденсирующегося газа, размещенного на поверхности.
  12. Штайгервальд, Уильям А. (17 августа 2015 г.). «Космический корабль НАСА LADEE обнаружил неон в лунной атмосфере». НАСА . Проверено 18 августа 2015 г.
  13. ^ Чачча, Крис (24 июля 2018 г.). «Жизнь на Луне? Новое исследование утверждает, что жизнь могла существовать на поверхности Луны». Fox News .
  14. ^ "NASA: У Луны когда-то была атмосфера, которая исчезла". Time . Получено 16 апреля 2018 г.

Общественное достояние В статье использованы материалы, находящиеся в открытом доступе, из книги « Есть ли атмосфера на Луне?» Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .