Unul dintre cele mai frumoase lucruri despre mama Pământ este prezența unui atmosferă. Viața pe Pământ nu ar fi fost posibilă fără învelișul plin de aer care îmbrățișează complet Pământul din jur. În faza timpurie a evoluției atmosferei în vremurile geologice, reacțiile chimice din scoarța terestră au fost sursa critică de gaze. Cu toate acestea, odată cu evoluția vieții, procesele biochimice asociate vieții au preluat și mențin echilibrul gazos actual. Datorită fluxului de metale topite în interiorul Pământului, care dau naștere câmpului magnetic al Pământului responsabil pentru deviația majorității vântului solar ionizant (flux continuu de particule încărcate electric, adică plasmă provenită din atmosfera solară) departe de Pământ. Stratul superior al atmosferei absoarbe radiația ionizantă rămasă, devenind la rândul său ionizat (de aici numită ionosferă).
Are Luna, satelitul natural al Pământului, atmosferă?
Luna nu are o atmosferă așa cum o trăim pe Pământ. Câmpul său gravitațional este mai slab decât cel al Pământului; în timp ce viteza de evacuare la suprafața Pământului este de aproximativ 11.2 km/sec (rezistența aerului nu este luată în considerare), pe suprafața Lunii este de doar 2.4 km/sec, ceea ce este mult mai mică decât viteza medie pătrată (RMS) a moleculelor de hidrogen de pe Lună. Ca urmare, majoritatea moleculelor de hidrogen scapă în spațiu, iar Luna nu poate reține nicio foaie semnificativă de gaze în jurul ei. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că Luna nu are deloc atmosferă. Luna are o atmosferă, dar este atât de subțire încât la suprafața Lunii predomină o condiție aproape de vid. Atmosfera Lunii este extrem de subțire: de aproximativ 10 trilioane de ori mai subțire decât atmosfera Pământului. Densitatea atmosferei Lunii este la egalitate cu densitatea marginilor cele mai exterioare ale atmosferei Pământului1. În acest context, mulți susțin că Luna nu are atmosferă.
lunar atmosfera este importantă pentru viitorul omenirii. Prin urmare, au existat o serie de studii în ultimii 75 de ani.
NASAMisiunea lui Appolo a avut contribuții semnificative atunci când a detectat pentru prima dată atmosfera lunară4. Experimentul de compoziție atmosferică lunară (LACE) al lui Apollo 17 a găsit cantități mici dintr-un număr de atomi și molecule (inclusiv heliu, argon și posibil neon, amoniac, metan și dioxid de carbon) pe suprafața Lunii.1. Ulterior, măsurătorile la sol au descoperit vapori de sodiu și potasiu în atmosfera Lunii folosind spectroscopie pe linii de emisie.2. Au existat, de asemenea, rapoarte despre găsirea ionilor metalici emanați de Lună în spațiul interplanetar și H2O gheață în regiunea polară a Lunii3.
Pentru ultimii 3 Ga (1 Ga sau giga-an = 1 miliard de ani sau 109 ani), atmosfera Lunii este stabilă cu exosferă limită de suprafață cu densitate scăzută (SBE). Înainte de aceasta, Luna avea o atmosferă mai proeminentă, deși trecătoare, datorită activității vulcanice substanțiale pe Lună.4.
Studii publicate recent folosind măsurători de la ISROOrbiterul lunar al lui dezvăluie că ionosfera Lunii poate avea o densitate de electroni foarte mare. Densitatea electronilor de suprafață lunară ar putea fi de până la 1.2 × 105 per cm cub, dar vântul solar acționează ca un agent puternic de îndepărtare, măturând toată plasma în mediul interplanetar5. Totuși, descoperirea interesantă a fost observarea conținutului ridicat de electroni în regiunea de trezire (regiune a perturbațiilor trase ale vântului solar în direcția anti-soare). A fost mai mare decât în direcția zilei, dat fiind faptul că nici radiația solară, nici vântul solar nu interacționează direct cu particulele neutre disponibile în această regiune.6. Studiul arată că ionii dominanti în regiunea de trezire sunt Ar+, și Ne+ care au o durată de viață comparativ mai lungă decât ionii moleculari (CO2+, si H2O+ ) care sunt dominante în alte regiuni. Datorită duratei de viață mai mari, Ar+ și Ne+ ionii supraviețuiesc în regiunea de trezire, în timp ce ionii moleculari se recombină și dispar. Densitatea mare de electroni a fost găsită și în apropierea regiunilor polare lunare în timpul perioadelor de tranziție solară5,6.
Misiunea Artemis pe Lună planificată de NASA își propune să instaleze tabăra de bază Artemis pe suprafața lunară și Gateway-ul pe orbită lunară. Acest lucru va ajuta cu siguranță la studiul mai detaliat și mai direct al atmosferei lunare7.
***
Referinte:
- NASA 2013. Există o atmosferă pe Lună? Disponibil online la https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.
- Potter AE și Morgan TH 1988. Descoperirea vaporilor de sodiu și potasiu în atmosfera Lunii. SCIENCE 5 Aug 1988 Vol 241, Issue 4866 pp. 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67
- Stern SA 1999. Atmosfera lunară: istorie, stare, probleme actuale și context. Recenzii de geofizică. Prima publicare: 01 noiembrie 1999. Volumul 37, Numărul 4 noiembrie 1999. Paginile 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005
- Needham DH și Kringab DA 2017. Vulcanismul lunar a produs o atmosferă trecătoare în jurul Lunii antice. Scrisori pentru Știința Pământului și Planetarei. Volumul 478, 15 noiembrie 2017, paginile 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002
- Ambili KM și Choudhary RK 2021. Distribuția tridimensională a ionilor și electronilor în ionosfera lunară a provenit din reacțiile fotochimice. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, volumul 510, numărul 3, martie 2022, paginile 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734
- Tripathi KR, et al 2022. Un studiu asupra trăsăturilor caracteristice ale ionosferei lunare folosind experimentul științei radio cu frecvență dublă (DFRS) la bordul orbiterului Chandrayaan-2. Anunțuri lunare ale Societății Regale de Astronomie: Scrisori, volumul 515, numărul 1, septembrie 2022, paginile L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058
- NASA 2022. Misiunea Artemis. Disponibil la https://www.nasa.gov/specials/artemis/
***
