Місяць може бути нашим постійним супутником, але нам ще потрібно багато про нього зрозуміти.
Наприклад, лише під час місій «Аполлон» у 1960-х і 1970-х роках ми виявили, що він має атмосферу, хоча й розріджену.
«Люди навіть не знають, що Місяць має атмосферу», — сказала Ніколь Ні, доцент кафедри наук про Землю, атмосферу та планети Массачусетського технологічного інституту та автор нового дослідження Місяця.
«Технічно кажучи, місячна атмосфера насправді не є атмосферою. [As] Вчені, ми називаємо це екзосферою лише тому, що воно дуже, дуже тонке».
Але воно є, і вчені припустили, що живить цю тонку атмосферу, яка складається з гелію, аргону, неону, аміаку, метану та вуглекислого газу, а також трохи натрію, калію та рубідію.
Тепер Ні та співавтори a нове дослідження опублікована в Science Advances, надає додаткові докази на підтримку теорії про те, що метеорити відповідальні за принаймні частину його атмосфери.
Внесення в грунт
Вважається, що основним чинником місячної атмосфери є те, що називається космічним вивітрюванням, яке включає випаровування місячної поверхні, коли метеорити падають на Місяць. Іншим фактором є «поглинання іонів», яке відбувається від сонячного вітру Сонця, потоку частинок, що рухаються назовні через сонячну систему зі швидкістю приблизно 1,6 мільйона км/год.
Вчені вважають, що коли заряджені частинки, які переносяться сонячним вітром, досягають Місяця, вони вдаряються про поверхню, а потім передають енергію атомам, що містяться в ґрунті, відправляючи ці атоми в політ, що в кінцевому підсумку створює тонку атмосферу.
Частина цієї інформації була зібрана супутниковою місією НАСА на Місяць під назвою Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), яка була на орбіті з 2013 по 2014 рік.
Але Ні та його колеги хотіли спуститися та проникнути в ґрунт, дивлячись на місячний реголіт, який іноді називають ґрунтом (хоча ґрунт, як правило, містить органічні речовини). Дослідники змогли проаналізувати 10 зразків з місій Apollo.
Це було всього 100 грамів, тому не було права на помилку (ви ж не хочете зробити помилку і витратити дорогоцінні зразки Apollo). Насправді процес був настільки складним, що Ні сказала, що їй знадобилося три роки лише для розробки методу перевірки зразків, який передбачав їх подрібнення та розчинення дрібних порошків, що залишилися, у кислотах.
Дослідники спеціально розглядали калій і рубідій, два елементи, які легко випаровуються під час ударів іонів і метеорів.
Ось де наука заходить трохи глибше: кожен із цих елементів — калій і рубідій — має різні форми, які називаються ізотопами. Можуть бути легші ізотопи та більш важкі ізотопи. Теорія дослідників полягала в тому, що легші, швидше за все, будуть підняті вгору, а важчі залишаться на землі.
Вони прийшли до висновку, що реголіт містить в основному важкі ізотопи обох елементів, і що випаровування цих порід, ймовірно, було основним процесом, за допомогою якого атоми спрямовувалися вгору (подумайте, швидко, гарячий камінь вдаряється по каменю).
І оскільки Місяць постійно підривається навіть маленькими метеоритами, які називаються мікрометеоритами, ця тонка атмосфера просто поповнюється знову і знову.
Що це означає для майбутнього
Це важливо, тому що при іонному покритті більшість цих атомів втечуть у космос. Однак, коли метеорити випаровують каміння, більшість залишиться. Фактично, нещодавнє дослідження показало, що 70 відсотків місячної атмосфери є результатом цих ударів метеоритів.
Ні в захваті від того, що це означає для вивчення зразків, зібраних з інших тіл, таких як астероїди. Наприклад, у вересні минулого року на Землю повернули зразки астероїда Бенну віком 4,5 мільярда років.
“Я думаю, що це забезпечує основу для майбутніх досліджень”, – сказав він. «Ми надаємо людям математичну модель для використання, а потім вони можуть аналізувати зразки, а потім вони можуть використовувати нашу модель, щоб зрозуміти процеси космічного вивітрювання на інших тілах. Тому що для кожного тіла процеси можуть бути різними».
Міріам Лемелін, доцент кафедри прикладної геоматики Університету де Шербрук, яка не брала участі в дослідженні, але бере участь у кількох місячних місіях (включно з майбутнім марсоходом Канади), сказала, що вона в захваті від перспективи майбутнього аналізу в інших місцях на місяць.
“Зразки, проаналізовані в цьому дослідженні та в попередніх дослідженнях, здебільшого зосереджені в екваторіальній області Місяця”, – сказав він.
«Майбутні місії будуть націлені на південний полярний регіон. Виходячи з того, що ми можемо побачити в наборах орбітальних даних, ми вважаємо, що космічна погода менш сувора в полярному регіоні, ніж в екваторіальному регіоні. Тому зразки, які будуть взяті з південний полярний регіон, безсумнівно, можна використовувати для вивчення тих самих ізотопів і чи можна вимірювати різні речі».
