Månen, vår naturlige satellitt, har alltid vært et objekt for nysgjerrighet, studier og poesi. Men utover versene og fotografiene fra jorden, fortsetter vitenskapen å avdekke mysteriene sine. En av de mest spesielle aspektene er atmosfæren, eller rettere sagt, det som er teknisk kjent som måneeksosfæren. I motsetning til Jorden mangler månen en tykk, pustende atmosfære, og det den har er et ekstremt tynt lag med gasser som knapt kan betraktes som sådan. Imidlertid er dette laget fascinerende på grunn av dets opprinnelse og dets interaksjon med rommet. I tillegg informasjon om kuriositeter av månen Det bidrar også til å bedre forstå konteksten.
I denne artikkelen skal vi dykke inn i denne eksosfærens verden: hvordan den er dannet, hva den er laget av, hvilke prosesser opprettholder den og til og med hvilke nysgjerrigheter romoppdrag har avslørt for oss. La oss se på alt, med vitenskapelig strenghet, men også i et tilgjengelig språk slik at alle kan forstå hva som egentlig skjer rundt Månen.
Har månen en atmosfære?
Hvis vi forstår med atmosfære et tett lag av gasser som jordens, da Månen mangler en atmosfære i klassisk forstand. Imidlertid er det et veldig tynt lag med atomer og molekyler rundt det, så lett og spredt at de sjelden kolliderer med hverandre. Dette laget kalles eksosfæren og er markant forskjellig fra jordens atmosfære, som er mye tettere. Sammenligningen mellom de to er interessant, som beskrevet i detalj månen som satellitt.
For å gi oss en idé, i en kubikkcentimeter av jordens atmosfære er det ca 100 milliarder milliarder molekyler. I måneatmosfæren synker tallet til ca 100 molekyler. Det vil si at den er så tom at den praktisk talt er tom plass, selv om den teknisk sett har en detekterbar gassformig sammensetning.
Dette skyldes i stor grad lav månetyngdekraft. Dens rømningshastighet - minimumshastigheten en partikkel trenger for å rømme ut i verdensrommet - er bare 2.400 m/s (sammenlignet med 11.200 XNUMX m/s på jorden). Med så svak tyngdekraft, gassformige partikler slipper lett ut i verdensrommet, forhindrer dannelsen av en tett og stabil atmosfære. Dynamikken i dette fenomenet kan relateres til informasjonen om stormflo som også påvirker himmellegemer.
Selv om det virker som det ikke er noe, har denne veldig tynne atmosfæren det en total masse anslått til rundt 25.000 XNUMX kg, omtrent på størrelse med en full lastebil. I tillegg endrer den seg konstant: i løpet av dagen utvider solens varme den mot overflaten, og om natten partiklene avkjøles og faller ned igjen.
Opprinnelsen til måneeksosfæren
Opprinnelsen til denne eksosfæren har vært diskutert i flere tiår. Imidlertid har nyere forskning utført av forskere ved MIT og University of Chicago, sammenfallende med tidligere og parallelle studier av enheter som NASA, har bekreftet at hovedskyldige er et fenomen kjent som innvirkning fordampning. Forbindelsen mellom påvirkninger og måneatmosfæren er avgjørende for å forstå dens utvikling.
Hva betyr dette? I utgangspunktet er månens overflate konstant bombardert av mikrometeoritter. De er så små som støvkorn, men når de slår, genererer de temperaturer som strekker seg mellom 2000 og 6000 ºC. Disse ekstreme temperaturene De fordampet atomer i bakken, som frigjøres og forblir flytende rundt månen en tid.
En annen prosess kalt ionespraying eller sputtering bidrar også. Dette skjer når ladede partikler fra solvinden, hovedsakelig protoner, kolliderer med månens overflate og river av atomer, som deretter blir en del av eksosfæren. I motsetning til mikrometeoritter, solvinden fordamper ikke så mye tungt materiale, så bidraget er mindre. Dette fenomenet er relatert til konteksten av oppdrag til månen.
De siste studiene indikerer at ca 70 % av måneeksosfæren kommer fra meteorittnedslagMens 30 % skyldes solvind. Begge prosessene har vært i stand til å studeres i stor detalj takket være prøver fra Apollo-programmet og bruk av isotoper av elementer som kalium og rubidium.
Hva utgjør måneatmosfæren?
Selv om måneatmosfæren er minimal sammenlignet med jordens, Ja, flere gasser og atomer er identifisert i den. Takket være bakkebaserte spektrometre, romsonder og eksperimenter med Apollo-prøver, har følgende komponenter blitt oppdaget. Sammensetningen av disse gassene kan gi verdifull informasjon om hendelser på himmelen.
- Helium og argon: De er de mest tallrike elementene, oppdaget av Apollo-programmet og andre oppdrag.
- Natrium og kalium: ble identifisert takket være påfølgende bakkebaserte observasjoner.
- Oksygen, nitrogen, metan, karbonmonoksid og karbondioksid: finnes i spor, sannsynligvis som følge av påvirkninger.
- Radioaktive isotoper av radon og polonium: oppdaget av Lunar Prospector-sonden, kan komme fra månens indre.
- Vannmolekyler i form av is: De antas å eksistere i noen permanent skyggelagte polare kratere.
Tilstedeværelsen av disse forbindelsene indikerer at månen er ikke helt kjemisk død. Faktisk er det kjent at selv noen vannmolekyler kunne overleve på overflaten hvis de er i kalde områder beskyttet mot solen. Forskning på disse vannmolekylene har implikasjoner for forståelsen forskjellige måner i solsystemet.
Innflytelse av romoppdrag
Apollo-oppdragene spilte en grunnleggende rolle i vår forståelse av måneatmosfæren. Ikke bare fordi de tok med prøver av månejord, men fordi instrumentene og astronautene selv endret atmosfæren i nærheten ved å frigjøre gasser i deres utåndinger eller under ekstravehikulære utganger (EVA). Det er anslått at Månemodulene kunne lokalt ha forurenset måneatmosfæren med gasser tilsvarende dens totale masse, selv om de fleste av disse allerede vil ha forsvunnet.
I tillegg kommer nyere oppdrag som f.eks LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) fortsatte studiet av denne eksosfæren. Denne sonden ble lansert i 2013 og samlet inn verdifull informasjon for å bekrefte viktigheten av påvirkninger og sputtering som nøkkelprosesser. Det tillot også å observere endringer i tetthet under fenomener som f.eks formørkelser y meteorbyger, bekrefter den aktive dynamikken til måneatmosfæren. Denne dynamikken er vesentlig for å forstå fenomener som f.eks Orionid meteorregn.
Selv de siste årene har NASA lansert oppdrag som Minotaur 5, hvis formål er å studere månestøv og nærliggende gasser ved hjelp av optiske lasersystemer. Alt dette med sikte på å fortsette tegne et klarere bilde av månemiljøet, noe vesentlig hvis vi noen gang ønsker å etablere permanente baser der. Planleggingen av disse basene er knyttet til forskning på kolonisering av Mars.
Hvorfor er det viktig å forstå måneatmosfæren?
Å studere dette svake gasslaget kan virke irrelevant, men det er det ikke. For det første fordi det hjelper oss å forstå Månens dynamiske og geologiske historie. Å vite hvordan mikrometeoritter og solvinden har formet overflaten gir oss ledetråder om utviklingen av andre kropper uten atmosfærer, for eksempel asteroider og marsmåner. Denne analysen er også grunnleggende for å forstå fenomener som f.eks månens opprinnelse.
For det andre er det nøkkelen til fremtidige menneskelige oppdrag. Å etablere en base på månen vil kreve å forstå nøyaktig hvilke elementer som er i miljøet, hvordan de reagerer over tid, og hvordan de kan forstyrre instrumenter. Det kan selvfølgelig også bidra til å beskytte astronauter fra sol- og kosmisk stråling i fravær av en beskyttende atmosfære.
Denne forskningen bidrar til den bredere kunnskapen om romforvitringsprosesser i det indre solsystemet. Det som læres på Månen kan brukes til utforskning av andre destinasjoner som f.eks Mars måne Phobos, eller til og med jordnære asteroider.
Måneeksosfæren, selv om den er ekstremt tynn, representerer et naturlig laboratorium for å studere grunnleggende kosmologiske prosesser. Langt fra det man trodde før, Månen er ikke bare en død stein. Det er en kropp som fortsetter å samhandle med sitt romlige miljø, og den har fortsatt mye å lære oss hvis vi fortsetter å ta hensyn.
