Den bakgrundsbelysta månen avslöjar partiklar. |

Månen är ett kargt landskap när det ses på natten. Ingenstans ser du spår av liv eller färg men en intetsägande grå med ögonblick av svart. Okej, så det är kanske för en dyster bild för att måla för månen. Det är faktiskt en fantastisk plats med många överraskningar som vulkanisk aktivitet och till och med vatten. Och den har en atmosfär också, men den är inte riktigt som vår och det gör det desto bättre.

Inledande ledtrådar

Tidigare kände de flesta forskare att månen inte hade något som kunde upprätthålla en atmosfär av flera orsaker, men de tittade fortfarande på att se vad de kunde hitta. Radioastronomer tittade på månkanten när solen rörde sig bakom den och fann att om en månatmosfär fanns skulle den ha ett maxtryck på 1 / 10.000.000.000 av en pascal. Månens tyngdkraft skulle vara tillräckligt stark för att hålla fast vid den men det krävs inte så mycket för att den ska spridas. Men vad skulle en sådan atmosfär vara? Den rådande tanken då var solvind från solen men vi skulle behöva data från månens yta om några teorier skulle bevisas (Stern 37).

Och så var Apollo-uppdragen vår olika strategi för att få informationen. Flera av astronauterna rapporterade en glöd längs månens horisont och kallade den Lunar Horizon Glow. Förutom en visuell rapport lämnade astronauter specialinstrument designade av forskare i hopp om att mäta alla tecken på en atmosfär inklusive 9 spektrometrar och 5 tryckmätare. Till en början verkade det som om ingenting hittades av meriter från dem och till och med Apollo 17 jagade efter solvind (väte, helium, kol och xenon) på ytan med en UV-spektrometer men återigen ingen tärning. Men alfapartikelspektrometrar från Apollo 15 och 16 upptäckte senare små mängder radon- och poloniumgaser som tycktes släppas ut från månens yta. Forskare tror att det kommer från förfallande uran inne i månen, men en gas på ytan var fortfarande ett intressant fynd och de första antydningarna till något mer (37).

Data rullar in

Långsamt började data strömma in som gav en djupare bild av månens atmosfäriska natur. Ytdetektorer från Apollo 12 och 14 visade att i genomsnitt 100 000 partiklar per kubikcentimeter var i deras närhet under månkvällen. I takt med att natten fortsatte såg jondetektorer från Apollo s 12, 14 och 15 alla fluktuationer i nivåerna för flera partiklar men främst i neon och argon. Därutöver hittade masspektrometern Apollo 17 argon-40, helium-4, kväve, syre, metan, kolmonoxid och koldioxid och förändringar i både argon och helium när solvinden flödade från solen. Emellertid fann Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) att argonnivåerna också förändrades som seismisk aktivitet gjorde och toppade med 40 000 partiklar per kubikcentimeter. Detta tycks indikera att argon kan komma inifrån månen, precis som radon och polonium. Så varför ändrade argon med solvinden då? Tryck från strömmen av partiklar pressade argon längs ytan, misstänker forskare. Det är uppenbart att månen inte har en traditionell atmosfär men gaser finns på dess yta, trots de låga nivåerna och fluktuationerna. Men vad finns mer? (Stern 38, Sharp, NASA)

Grafik över viss natriumgasfördelning runt månen. |

Efter att natrium och kalium hittades på Merkurius, undrade forskare om det fanns något på månen. När allt kommer omkring delar båda föremålen många likheter i komposition och utseende så att det inte är orimligt att dra paralleller mellan dem. Drew Patten och Tom Morgan (forskarna som hittade kvicksilvergaserna) använde ett känsligt och stort teleskop, det 2, 7 meter långa Mc-Donald Observatory, 1987 för att samla in data om dessa potentiella element. De hittade dem verkligen på månen men i låga koncentrationer: natrium är koncentrerat till i genomsnitt 201 partiklar per kubikcentimeter medan kalium är 67 partiklar per kubikcentimeter! (Stern 38)

Hur kan vi kvantifiera atmosfären i termer av höjd? Vi behöver en skalhöjd, eller det vertikala avståndet det tar månens atmosfär att minska med en tredjedel (och med täthet och tryck som är nära besläktad med höjden får vi ännu mer insikt). Nu påverkas skalhöjden av molekylenergin aka kollisioner av partiklar som ökar kinetisk energi. Om atmosfären enbart baserades på solvind skulle man förvänta sig att skalhöjden skulle vara 50-100 kilometer med en temperatur på 100 grader Kelvin. Men data tycks indikera att skalhöjden troligen är 100 kilometer, vilket motsvarar en temperatur på 1000-2000 Kelvin! För att lägga till mysteriet har månens yta en maxtemperatur på 400 Kelvin. Vad orsakar en sådan pigg i värmen? Sputtering, kanske. Detta är när fotoner och solvind slår på ytan och frigör atomer från deras molekylära bindningar, och flyr uppåt med en initial temperatur på 10 miljoner Kelvin (38).

Slutliga fakta

Om du tar hela månens atmosfär väger den bara 27, 5 ton och ersätts helt med några veckor. I själva verket är den genomsnittliga densiteten för gasmolekyler vid månens yta 100 molekyler per kubikcentimeter. För att jämföra är Jordens 1 * 10 ^ 18 molekyler per kubikcentimeter! (Stern 36, Sharp) Och jag tvivlar inte på att med månen väntar ännu större överraskningar. Varför har atmosfären till och med postulerats för att hjälpa till med månens vattencykel! Håll dig uppdaterad, andra läsare ...

Citerade verk

NASA. "LADEE rymdskepp hittar neon i månatmosfär." Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 18 augusti 2015. Webb. 04 september 2018.

Sharp, Tim. “Atmosphere of the Moon.” Space.com . Space.com, 15 oktober 2012. Webb. 16 september 2015.

Stern, Alan. ”Where The Lunar Winds Blow Free.” Astronomy nov. 1993: 36-8: Print.