Несмотря на то, что Луна, по большому счёту, находится в космическом вакууме, она всё же покрыта газовой оболочкой — достаточно прочной, чтобы считаться экзосферой, разновидностью атмосферы. Как именно спутник Земли сохраняет эту оболочку, долгое время оставалось загадкой — она уже давно должна была быть уничтожена солнечной активностью. Теперь учёные нашли ответ на этот вопрос.
Дело в том, что о поверхность Луны постоянно ударяются микрометеориты размером чуть ли не с пылинку. Они вздымают лунную пыль и тем самым высвобождают атомы в окружающее естественный спутник пространство. Испарение, возникающее при ударе микрометеорита, определённо является доминирующим процессом в создании лунной атмосферы — так, по крайней мере, считает Николь Ни, геохимик из Массачусетского технологического института.
Посредством моделирования Ни и её команда выяснили, что важную роль в формировании лунной атмосферы играют не только микрометеоритные удары. Ещё один важный фактор — так называемое ионное распыление, при котором атомы выбрасываются с лунной поверхности при бомбардировке заряженными частицами, переносимыми солнечным ветром.
Чтобы изучить феномен ещё детальнее, учёные использовали данные с лунного орбитального аппарата LADEE, который работал в течение семи месяцев в 2013–2014 годах.
Основываясь на данных LADEE, можно предположить, что оба процесса играют определённую роль. Например, данные показали, что во время метеоритных дождей в атмосфере становится больше атомов, что указывает на влияние ударов. Но также выяснилось, что когда Луна закрывает Солнце, например во время затмения, в атомах атмосферы тоже происходят изменения, а значит, Солнце тоже оказывает влияние.
Николь Ни
Геохимик из Массачусетского технологического института
Чтобы сделать результаты ещё более точными, учёные изучили реальные образцы лунного грунта, собранные во время программы «Аполлон». Они искали два элемента, калий и рубидий, которые присутствуют на Луне и легко испаряются — в частности, когда солнечные частицы или микрометеориты врезаются в лунную поверхность.
Исследователи измельчили лунный грунт в порошок и проанализировали результаты с помощью масс-спектрометра. И обнаружили, что оба процесса действительно играют роль в формировании атмосферы, но вклад микрометеоритов всё же более чем в два раза превышает вклад солнечного ветра.
Эти результаты имеют значение не только для понимания того, как устроена атмосфера Луны. Если подобные процессы происходят в других местах Солнечной системы, то учёные смогут их обнаружить. И такие миссии уже планируются — например, Европейское космическое агентство хочет собрать образцы на Фобосе, спутнике Марса.