Астронавт Базз Олдрин, сфотографированный Нилом Армстронгом на поверхности Луны во время миссии «Аполлон-11» в 1969 году. Для нового исследования исследователи изучили образцы лунного грунта, собранные во время миссий «Аполлон».
У Луны тонкая атмосфера, которая нуждается в постоянном пополнении, поскольку ее атомы часто улетают в космос из-за слабости лунной гравитации. Ученые знают, что различные процессы выветривания могут отправлять частицы с поверхности Луны в ее атмосферу, но менее ясно, какой процесс является доминирующим.
В исследовании, опубликованном на прошлой неделе в журнале Достижения наукиИсследователи сообщают, что удары микрометеоритов, которые испаряют атомы лунного грунта, являются основной силой, влияющей на формирование атмосферы Луны.
«Наши результаты дают более ясную картину того, как взаимодействуют поверхность и атмосфера Луны в течение длительного времени (и) расширяют наше понимание процессов космического выветривания», — говорит Николь Ни, соавтор нового исследования и планетолог из Массачусетского технологического института. ХранительНикола Дэвис.
Атмосфера Луны технически называется экзосферой, потому что она очень тонкая. «По сути, это разреженное скопление атомов, настолько разреженное, что они редко сталкиваются друг с другом», — говорит Ни Астрономия.комДжон Венц.
Исследователи рассматривают две основные причины образования атмосферы Луны: удары микрометеоритов и солнечный ветер. Когда астероиды или метеороиды, летящие на большой скорости, врезаются в поверхность Луны, создавая кратеры, они поднимают испаренные частицы в воздух, некоторые из которых присоединяются к атмосфере Луны. А без магнитного поля она также подвергается бомбардировке солнечным ветром — потоком энергичных заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем.
«Когда эти частицы сталкиваются с Луной, они передают свою энергию атомам лунной поверхности, заставляя их выбрасываться с поверхности», — рассказал Ни Уиллу Данэму из Reuters.
В 2013 году НАСА отправило на Луну орбитальный аппарат под названием Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE). Космический аппарат изучал как влияние метеоритов, так и солнечного ветра на формирование атмосферы Луны.
«На основании данных LADEE, похоже, что оба процесса играют свою роль», — говорит Ни в заявлении MIT. «Например, он показал, что во время метеоритных дождей вы видите больше атомов в атмосфере, что означает, что удары оказывают влияние. Но он также показал, что когда Луна закрыта от Солнца, например, во время затмения, в атомах атмосферы также происходят изменения, что означает, что Солнце также оказывает влияние. Поэтому результаты не были четкими или количественными».
Чтобы лучше понять роль этих явлений, исследователи изучили почву, собранную с поверхности Луны во время миссий Аполлон в 1960-х и 1970-х годах. Они рассмотрели десять образцов, каждый из которых весил менее одной тысячной фунта. Они растворили измельченную почву в кислоте, что позволило им выделить изотопы — или различные версии — калия и рубидия.
Насколько метеориты и солнечный ветер вносят вклад в атмосферу, должно влиять на концентрацию изотопов в почве. Хотя оба процесса выбрасывают более легкие изотопы в атмосферу, оставляя в основном более тяжелые изотопы на земле, нахождение точного соотношения прольет свет на то, что метеориты или солнечный ветер сыграли большую роль. Поэтому исследователи измерили изотопные соотношения как для калия, так и для рубидия.
На основании результатов команда определила, что по крайней мере 70 процентов атмосферы Луны образовалось в результате падения метеоритов. Солнечный ветер ответственен за оставшиеся примерно 30 процентов.
«Эти результаты помогают нам лучше понять, как функционирует Луна», — рассказал Симеон Барбер, который исследует Луну в Открытом университете в Англии и не принимал участия в написании новой статьи. Хранитель«Спутники Марса, Фобос и Деймос, были бы интереснейшими местами для проведения подобного рода исследований», — добавляет он.
Мириам Лемелин, ученый-геолог из Университета Шербрука в Канаде, которая не принимала участия в исследовании, рассказала Николь Мортилларо из Канадской вещательной корпорации, что, хотя это и предыдущие исследования были сосредоточены на экваториальной области Луны, будущие миссии будут изучать область вокруг южного полюса.
«Образцы, которые будут привезены из южного полярного региона, определенно можно использовать для изучения тех же изотопов и проверки того, сможем ли мы измерить разные вещи», — рассказала она изданию.
