Луна по большей части голая и открыта для космического пространства. Однако у нее есть газовая оболочка — тонкая и крайне разреженная, но довольно устойчивая экзосфера. Как именно Луна поддерживает эту диффузную оболочку из газов, было загадкой для ученых. Земля имеет магнитное поле, защищающее ее атмосферу, но у Луны такой защиты нет, поэтому ее экзосфера давно должна была бы быть полностью разрушена солнечной активностью.
Ученые выяснили, что атмосфера Луны постоянно насыщается благодаря микрометеоритам, которые ударяются о ее поверхность, поднимая и испаряя лунную пыль. «Испарение от удара метеорита является доминирующим процессом, который создает лунную атмосферу», — объясняет геохимик Николь Ние из MIT.
В течение 4,5 млрд лет поверхность Луны непрерывно бомбардировалась метеоритами, и в конце концов тонкая атмосфера достигла стационарного состояния, пополняясь благодаря небольшим столкновениям. Экзосферу Луны крайне сложно изучать из-за ее очень рассеянной природы. Детекторы миссий Apollo обнаружили различные атомы в атмосфере, но трудно было понять, как она формируется.
Результат десяти лет исследований Луны
Ние и ее коллеги провели новый анализ данных с лунного орбитального аппарата LADEE, который работал в течение семи месяцев в 2013–2014 годах. Они изучили данные и обнаружили, что оба процесса играют определенную роль. Во время метеоритных дождей в атмосфере наблюдалось больше атомов, а во время затмений Луны от Солнца также происходили изменения в составе атмосферы, что означало влияние Солнца.
Для дальнейшего исследования ученые изучили реальные образцы лунной грязи из программы Apollo, надеясь найти калий и рубидий — элементы, которые легко испаряются. Испарение этих элементов происходит под воздействием микрометеоритов или солнечного ветра. Соотношение изотопов меняется в зависимости от того, были ли они испарены ударом микрометеорита или ионным распылением. Команда проанализировала образцы с помощью масс-спектрометра и выяснила, что микрометеориты оказывают вдвое большее влияние на экзосферу Луны, чем солнечный ветер.
«Испарение при ударе оставляет большинство атомов в лунной атмосфере, тогда как при ионном распылении многие атомы выбрасываются в космос», — объясняет Ние. Вклад ударного испарения по сравнению с ионным распылением имеет соотношение примерно 70:30 или более.
Это открытие имеет значение не только для понимания Луны. Подобные процессы могут происходить и на других телах Солнечной системы, таких как астероиды и спутники. Например, Европейское космическое агентство планирует миссию по возвращению образцов с марсианского спутника Фобос.
Измерения изотопов калия и рубидия в реголите помогут понять влияние метеоритных бомбардировок и распыления солнечного ветра в геологических масштабах, а также различия космической погоды в Солнечной системе.
Ранее мы рассказывали интересные факты об атмосфере Земли.
По материалам sciencealert.com
