Լուսնի մթնոլորտը. Իոնոսֆերան ունի բարձր պլազմայի խտություն  

Մայրիկի ամենագեղեցիկ բաներից մեկը Հող -ի առկայությունն է մթնոլորտ. Կյանքը Երկրի վրա հնարավոր չէր լինի առանց աշխույժ օդի, որն ամբողջությամբ ընդգրկում է Երկիրը շուրջբոլորից: Երկրաբանական ժամանակներում մթնոլորտի էվոլյուցիայի սկզբնական փուլում երկրակեղևի ներսում քիմիական ռեակցիաները եղել են գազերի կարևոր աղբյուր: Այնուամենայնիվ, կյանքի էվոլյուցիայի հետ միասին կյանքի հետ կապված կենսաքիմիական գործընթացները տիրեցին և պահպանում են ներկայիս գազային հավասարակշռությունը: Երկրի ներսի մեջ հալված մետաղների հոսքի շնորհիվ, որոնք առաջացնում են Երկրի մագնիսական դաշտ, որը պատասխանատու է իոնացնող արևային քամիների մեծ մասի (էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների շարունակական հոսք, այսինքն՝ արևային մթնոլորտից առաջացող պլազմա) Երկրից հեռու շեղվելու համար: Մթնոլորտի ամենավերին շերտը կլանում է մնացած իոնացնող ճառագայթումը, որն իր հերթին դառնում է իոնացված (հետևաբար կոչվում է իոնոսֆերա):  

Լուսինը՝ Երկրի բնական արբանյակը, ունի՞ մթնոլորտ:  

Լուսինը չունի այնպիսի մթնոլորտ, ինչպիսին մենք զգում ենք այն Երկրի վրա: Նրա գրավիտացիոն դաշտն ավելի թույլ է, քան Երկրինը. մինչդեռ Երկրի մակերևույթի վրա փախուստի արագությունը մոտ 11.2 կմ/վ է (օդի դիմադրությունը հաշվի չի առնվում), Լուսնի մակերևույթի վրա այն ընդամենը 2.4 կմ/վ է, ինչը շատ ավելի քիչ է, քան ջրածնի մոլեկուլների արմատային միջին քառակուսի (RMS) արագությունը Լուսնի վրա։ Արդյունքում, ջրածնի մոլեկուլների մեծ մասը փախչում է տիեզերք, և Լուսինն ի վիճակի չէ իր շուրջը պահել գազերի որևէ զգալի շերտ: Այնուամենայնիվ, սա չի նշանակում, որ Լուսինն ընդհանրապես մթնոլորտ չունի: Լուսինն ունի մթնոլորտ, բայց այն այնքան բարակ է, որ Լուսնի մակերեսին մոտ վակուումային վիճակ է տիրում: Լուսնի մթնոլորտը չափազանց բարակ է՝ մոտ 10 տրիլիոն անգամ ավելի բարակ, քան Երկրի մթնոլորտը: Լուսնի մթնոլորտի խտությունը համընկնում է Երկրի մթնոլորտի ամենահեռավոր եզրերի խտությանը¹. Այս համատեքստում է, որ շատերը պնդում են, որ Լուսինը մթնոլորտ չունի:  

The լուսնային մթնոլորտը կարևոր է մարդկության ապագայի համար. Հետևաբար, վերջին 75 տարիների ընթացքում մի շարք ուսումնասիրություններ են եղել:  

NASA’s Appolo Mission made significant contributions when it first detected լուսնային մթնոլորտ⁴. Լուսնային Atmospheric Composition Experiment (LACE) of Apollo 17 found small amounts of a number of atoms and molecules (including helium, argon, and possibly neon, ammonia, methane and carbon dioxide) on the Moon’s surface¹. Հետագայում, գետնի վրա հիմնված չափումները հայտնաբերեցին նատրիումի և կալիումի գոլորշիներ Լուսնի մթնոլորտում՝ արտանետումների գծի սպեկտրոսկոպիայի միջոցով:². There were also reports on the finding of metal ions emanating from the Moon in միջմոլորակային space and H₂O սառույց Լուսնի բևեռային շրջանում³.  

Վերջին 3 Ga-ի համար (1 Ga կամ giga-տարեկան = 1 միլիարդ տարի կամ 10⁹ տարի), Լուսնի մթնոլորտը կայուն է ցածր խտության մակերեսային սահմանային էկզոսֆերայի (SBE) հետ։ Մինչ այդ Լուսինն ուներ ավելի նշանավոր, թեև անցողիկ մթնոլորտ՝ Լուսնի վրա զգալի հրաբխային ակտիվության պատճառով։⁴.

Վերջերս հրապարակված ուսումնասիրությունները՝ օգտագործելով չափումները ISRO’s lunar orbiter reveal that the ionosphere of the Moon can have a very high electron density. The լուսնային surface electron density could be as high as 1.2 × 10⁵ per cubic cm but the solar wind acts as a strong removal agent sweeping all the plasma to the միջմոլորակային միջին⁵. Հետաքրքիր բացահայտումը, այնուամենայնիվ, էլեկտրոնի բարձր պարունակության դիտարկումն էր արթնացման շրջանում (արևային քամու հետևողական խանգարումների շրջան՝ հակաարևային ուղղությամբ): Այն ավելի մեծ էր, քան ցերեկային ուղղությամբ՝ հաշվի առնելով այն փաստը, որ ոչ արևային ճառագայթումը, ոչ էլ արևային քամին ուղղակիորեն չեն փոխազդում այս տարածաշրջանում առկա չեզոք մասնիկների հետ։⁶. Հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ արթնացման շրջանում գերիշխող իոններն են Ար^+, և Նե⁺ որոնք ունեն համեմատաբար ավելի երկար կյանք, քան մոլեկուլային իոնները (CO₂^+, և Հ₂O⁺ ) որոնք գերիշխող են այլ տարածաշրջաններում: Իրենց բարձր կյանքի պատճառով Ար⁺ և Նե⁺ ions survive in the wake region while the molecular ions recombine and disappear. High electron density was found also near լուսնային polar regions during solar transition periods^5,6. 

NASA- ն planned Artemis Mission to the Moon aims to set up Artemis Base Camp on the լուսնային surface and the Gateway in լուսնային ուղեծիր. This will certainly help more detailed and direct study of the լուսնային մթնոլորտ⁷.  

*** 

Հիշատակում:  

1. ՆԱՍԱ 2013. Լուսնի վրա կա՞ մթնոլորտ: Հասանելի է առցանց՝ հասցեով https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.  

2. Potter AE and Morgan TH 1988. Նատրիումի և կալիումի գոլորշիների հայտնաբերումը Լուսնի մթնոլորտում: ԳԻՏՈՒԹՅՈՒՆ 5 Aug 1988 Vol 241, Issue 4866 էջ 675-680: DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67 

3. Stern SA 1999. Լուսնային մթնոլորտ. պատմություն, կարգավիճակ, ընթացիկ խնդիրներ և համատեքստ: Երկրաֆիզիկայի ակնարկներ. Առաջին անգամ հրատարակվել է՝ 01 Նոյեմբեր 1999. Volume37, Issue 4 November 1999. Pages 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005 

4. Needham DH and Kringab DA 2017. Լուսնային հրաբխային գործունեությունը հնագույն Լուսնի շուրջ անցողիկ մթնոլորտ է ստեղծել: Երկրի և մոլորակի գիտության նամակներ. Հատոր 478, 15 Նոյեմբեր 2017, Էջ 175-178։ DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002  

5. Ambili KM and Choudhary RK 2021. Լուսնային իոնոլորտում իոնների և էլեկտրոնների եռաչափ բաշխումը առաջացել է ֆոտոքիմիական ռեակցիաներից։ Թագավորական աստղագիտական ​​ընկերության ամսական ծանուցումներ, հատոր 510, թողարկում 3, մարտ 2022, Էջեր 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734  

6. Tripathi KR, et al 2022. Ուսումնասիրություն լուսնային իոնոսֆերայի բնորոշ հատկանիշների վերաբերյալ՝ օգտագործելով երկհաճախականության ռադիոգիտության (DFRS) փորձը Chandrayaan-2 ուղեծրի վրա: Թագավորական աստղագիտական ​​ընկերության ամսական ծանուցումներ. Նամակներ, հատոր 515, թողարկում 1, սեպտեմբեր 2022, Էջեր L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058  

7. ՆԱՍԱ 2022. Արտեմիս առաքելություն. Հասանելի է https://www.nasa.gov/specials/artemis/ 

***