Noe av det vakreste med mor Earth er tilstedeværelse av en atmosfære. Livet på jorden hadde ikke vært mulig uten den livlige luften som fullstendig omfavner jorden rundt omkring. I den tidlige fasen av utviklingen av atmosfæren i geologisk tid var kjemiske reaksjoner i jordskorpen den kritiske kilden til gasser. Men med livets utvikling tok de biokjemiske prosessene knyttet til livet over og opprettholder den nåværende gassbalansen. Takket være strømmen av smeltede metaller i jordens indre som gir opphav til jordens magnetfelt som er ansvarlig for avbøyning av det meste av de ioniserende solvindene (kontinuerlig strøm av elektrisk ladede partikler, nemlig plasma som stammer fra solatmosfæren) bort fra jorden. Det øverste laget av atmosfæren absorberer den gjenværende ioniserende strålingen, og blir i sin tur ionisert (derav kalt ionosfære).
Har månen, jordens naturlige satellitt, en atmosfære?
Månen har ikke en atmosfære slik vi opplever den på jorden. Dens gravitasjonsfelt er svakere enn jordens; mens rømningshastigheten på jordoverflaten er omtrent 11.2 km/sek (luftmotstanden ses bort fra), er den på månens overflate bare 2.4 km/sek. som er mye mindre enn rotmiddelhastigheten (RMS) til hydrogenmolekyler på månen. Som et resultat slipper de fleste hydrogenmolekylene ut i verdensrommet, og månen klarer ikke å holde tilbake noen betydelig ark med gasser rundt seg. Dette betyr imidlertid ikke at månen ikke har noen atmosfære i det hele tatt. Månen har en atmosfære, men den er så tynn at det råder nesten vakuum på månens overflate. Månens atmosfære er ekstremt tynn: omtrent 10 billioner ganger tynnere enn jordens atmosfære. Tettheten til månens atmosfære er på nivå med tettheten til de ytterste kantene av jordens atmosfære1. Det er i denne sammenhengen at mange hevder at Månen ikke har noen atmosfære.
De Lunar atmosfære er viktig for menneskehetens fremtid. Derfor har det vært en rekke studier de siste 75 årene.
NASA's Appolo Mission ga betydelige bidrag da den først oppdaget måneatmosfære4. Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) av Apollo 17 fant små mengder av en rekke atomer og molekyler (inkludert helium, argon, og muligens neon, ammoniakk, metan og karbondioksid) på månens overflate1. Deretter oppdaget bakkebaserte målinger natrium- og kaliumdamp i månens atmosfære ved bruk av emisjonslinjespektroskopi2. Det var også rapporter om funn av metallioner som kommer fra månen i interplanetarisk rom og H2O is ved månens polare område3.
For de siste 3 Ga (1 Ga eller giga-år = 1 milliard år eller 109 år), er månens atmosfære stabil med overflategrenseeksosfære med lav tetthet (SBE). Før det hadde månen en mer fremtredende, om enn forbigående atmosfære på grunn av betydelig vulkansk aktivitet på månen4.
Nylig publiserte studier som bruker målinger fra ISROsin månebane avslører at Månens ionosfære kan ha en veldig høy elektrontetthet. Måneoverflatens elektrontetthet kan være så høy som 1.2 × 105 per kubikk cm, men solvinden fungerer som et sterkt fjerningsmiddel som sveiper alt plasmaet til det interplanetære mediet5. Det interessante funnet var imidlertid observasjonen av det høye elektroninnholdet i kjøleområdet (region med etterfølgende forstyrrelser i solvinden i retning mot solen). Den var større enn i dagsideretningen gitt det faktum at verken solstrålingen eller solvinden interagerer direkte med de tilgjengelige nøytrale partiklene i denne regionen6. Studien viser at de dominerende ionene i kjøleområdet er Ar+, og Ne+ som har en relativt lengre levetid enn molekylære ioner (CO2+, og H2O+ ) som er dominerende i andre regioner. På grunn av deres høyere levetid har Ar+ og Ne+ ioner overlever i våkenområdet mens de molekylære ionene rekombinerer og forsvinner. Høy elektrontetthet ble også funnet nær månens polare områder under solovergangsperioder5,6.
NASAs planlagte Artemis Mission to the Moon har som mål å sette opp Artemis Base Camp på månens overflate og Gateway i månebane. Dette vil helt sikkert hjelpe til med mer detaljerte og direkte studier av måneatmosfæren7.
***
Referanser:
- NASA 2013. Er det en atmosfære på månen? Tilgjengelig online på 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 og Morgan TH 1988. Oppdagelse av natrium- og kaliumdamp i månens atmosfære. SCIENCE 5. aug 1988 Vol 241, Issue 4866 s. 675-680. GJØR JEG: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67
- Stern SA 1999. Måneatmosfæren: Historie, status, aktuelle problemer og kontekst. Anmeldelser av geofysikk. Første gang publisert: 01. november 1999. Bind 37, utgave 4. november 1999. Side 453-491. GJØR JEG: https://doi.org/10.1029/1999RG900005
- Needham DH og Kringab DA 2017. Månevulkanisme produserte en forbigående atmosfære rundt den gamle månen. Earth and Planetary Science Letters. Bind 478, 15. november 2017, side 175-178. GJØR JEG: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002
- Ambili KM og Choudhary RK 2021. Tredimensjonal fordeling av ioner og elektroner i månens ionosfære stammet fra de fotokjemiske reaksjonene. Månedlige meldinger fra Royal Astronomical Society, bind 510, utgave 3, mars 2022, side 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734
- Tripathi KR, et al 2022. En studie om de karakteristiske egenskapene til månens ionosfære ved bruk av dobbeltfrekvens radiovitenskap (DFRS) eksperiment ombord Chandrayaan-2 orbiter. Månedlige meldinger fra Royal Astronomical Society: Letters, bind 515, utgave 1, september 2022, side L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058
- NASA 2022. Artemis Mission. Tilgjengelig i https://www.nasa.gov/specials/artemis/
***
