Науковці вважають, що розкрили таємницю тонкої атмосфери Місяця

Науковці дотепер вважали, що причиною розрідженої атмосфери Місяця були рівнозначні за впливом наслідки ударів космічного каміння об поверхню супутника та іонне розпилення від фотонів Сонця. Останні дослідження показали, що один з чинників має домінуючу роль.

Науковці в 1960-х та 1970-х роках виявили, що атмосфера Місяця значно тонша за Земну. Відтоді вчені довго не могли дійти згоди щодо походження розрідженої атмосфери і джерел підтримання такого її стану, пише Space.com.

З одного боку, причиною тонкої атмосфери мали бути удари метеоритів, які піднімають ґрунт з поверхні Місяця. Під час явища ударного випаровування частинки через слабку гравітацію залишаються підвішеними над космічним тілом.

Водночас не виключали вплив іонного розпилення – явища, за якого високоенергетичні заряджені частинки від Сонця, також відомі як сонячний вітер, стикаються з місячною поверхнею та передають енергію атомам. Це призводить до викидів цих атомів в атмосферу супутника.

"Грунтуючись на даних Досліджень місячних атмосфери та пилового середовища (LADEE) NASA, здавалося, що обидва процеси відіграють певну роль. Наприклад, під час метеоритних дощів ви бачите більше атомів в атмосфері, а це означає, що удари мають свій вплив.

Але також, коли Місяць захищений від Сонця, наприклад, під час затемнення, відбуваються зміни в атомах атмосфери, тобто роль Сонця також присутня. Отже, результати не були чіткими чи кількісними", – пояснює керівниця групи дослідників, доцентка Массачусетського технологічного інституту США Ніколь Ні.

Команда авторів дослідження, опублікованого в Science Advances, вважає, що переважно тонка атмосфера Місяця зберігає свій стан завдяки явищу ударного випаровування.

Відкриття вчені змогли зробити завдяки приблизно десяти зразкам місячного ґрунту, кожен з яких важив лише 100 міліграмів.

Дослідники виділили в них два елементи – калій і рубідій, обидва з яких настільки леткі, що можуть випаровуватися як під час падіння метеоритів, так і сонячного розпилення.

Порівняння впливу на атоми цих елементів показало, що більша їх кількість залишиться в атмосфері Місяця саме внаслідок ударного випаровування, тоді як при іонному розпиленні багато з них загубляться в космосі.

Доцентка Ні разом з колегами виявила, що ґрунти містять переважно важкі ізотопи калію та рубідію, що підтверджує домінуючу роль метеоритних ударів.

Подальше створення математичної моделі показало, що 70% атмосфери Місяця утворилося внаслідок падіння метеоритів і ударного випаровування, а інші 30% – завдяки сонячному вітрові та розпиленню іонів.

"Ми даємо остаточну відповідь, що випаровування при ударі метеорита є домінуючим процесом, який створює атмосферу Місяця.

Місяцю близько 4,5 мільярдів років, і протягом цього часу поверхню постійно бомбардували метеорити. Ми показуємо, що зрештою розріджена атмосфера досягає сталого стану, тому що вона постійно поповнюється невеликими ударами по всьому Місяцю", – сказала Ні.

Побиту поверхню Місяця вважають чітким і очевидним доказом того, що протягом усієї своєї історії супутник Землі переживав зіткнення з космічним камінням.

На початку життя Місяця молода Сонячна система була бурхливою на події. У результаті поверхня Місяця часто зазнавала ударів масивних метеоритів.

Із часом зіткнення між тілами Сонячної системи зменшило в розмірах багато більших космічних каменів. Тим не менш, цих ударів усе ж було достатньо, щоб дозволити продовжити випаровування і безперервне поповнення атмосфери Місяця.

"Це відкриття виходить за рамки розуміння історії Місяця, оскільки такі процеси можуть відбуватися і можуть бути більш значущими на інших супутниках і астероїдах, які є центром багатьох запланованих місій", – оцінив результати дослідження дослідник місячних ґрунтів Кембриджського університету, який не брав участі в роботі, Джастін Ху.

Раніше ми розповідали про "місячний ковчег" зі зразками тварин і рослин, який американські вчені пропонують відправити на Місяць, аби врятувати біорізноманіття Землі.