Jedna z nejkrásnějších věcí na matce Země je přítomnost an atmosféra. Život na Zemi by nebyl možný bez živého vzduchu, který Zemi ze všech stran zcela obklopuje. V rané fázi vývoje atmosféry v geologických dobách byly kritickým zdrojem plynů chemické reakce v zemské kůře. S vývojem života však biochemické procesy spojené se životem převzaly a udržují současnou plynnou rovnováhu. Díky proudění roztavených kovů v nitru Země, které dávají vzniknout zemskému magnetickému poli odpovědnému za odklon většiny ionizujících slunečních větrů (nepřetržitý proud elektricky nabitých částic, tj. plazmy pocházející ze sluneční atmosféry) pryč od Země. Nejvyšší vrstva atmosféry absorbuje zbývající ionizující záření a následně se ionizuje (proto se nazývá ionosféra).
Má Měsíc, přirozený satelit Země, atmosféru?
Měsíc nemá atmosféru, jakou zažíváme na Zemi. Jeho gravitační pole je slabší než zemské; zatímco úniková rychlost na zemském povrchu je asi 11.2 km/s (odpor vzduchu se nebere v úvahu), na povrchu Měsíce je to pouze 2.4 km/s, což je mnohem méně než střední kvadratická (RMS) rychlost molekul vodíku na Měsíci. Výsledkem je, že většina molekul vodíku uniká do prostor a Měsíc není schopen udržet kolem sebe žádnou významnou vrstvu plynů. To však neznamená, že Měsíc nemá vůbec žádnou atmosféru. Měsíc má atmosféru, ale je tak tenká, že na povrchu Měsíce panuje téměř vakuum. Atmosféra Měsíce je extrémně tenká: asi 10 bilionkrát tenčí než atmosféra Země. Hustota měsíční atmosféry je na stejné úrovni jako hustota nejvzdálenějších okrajů zemské atmosféry1. Právě v této souvislosti mnozí tvrdí, že Měsíc nemá atmosféru.
Projekt lunární atmosféra je důležitá pro budoucnost lidstva. Za posledních 75 let tedy proběhla řada studií.
NASAAppolo Mission významně přispěla, když to poprvé zjistila lunární atmosféra4. Lunární Atmospheric Composition Experiment (LACE) z Apolla 17 našel na povrchu Měsíce malá množství mnoha atomů a molekul (včetně helia, argonu a možná i neonu, čpavku, metanu a oxidu uhličitého).1. Následně pozemní měření objevila sodíkové a draselné páry v měsíční atmosféře pomocí emisní čárové spektroskopie2. Objevily se také zprávy o nálezu kovových iontů vycházejících z Měsíce v meziplanetární prostor a H2O led v polární oblasti Měsíce3.
Za poslední 3 Ga (1 Ga nebo giga-annum = 1 miliarda let nebo 109 let) je měsíční atmosféra stabilní s nízkou hustotou povrchové hraniční exosféry (SBE). Předtím měl Měsíc výraznější, i když přechodnou atmosféru v důsledku značné sopečné činnosti na Měsíci.4.
Nedávno publikované studie využívající měření z ISRO je lunární orbiter ukazují, že ionosféra Měsíce může mít velmi vysokou elektronovou hustotu. The lunární hustota povrchových elektronů by mohla být až 1.2 × 105 na krychlový cm, ale sluneční vítr působí jako silné odstraňovací činidlo, které smete veškerou plazmu do meziplanetární střední5. Zajímavým zjištěním však bylo pozorování vysokého obsahu elektronů v oblasti brázdy (oblast vlečných poruch slunečního větru v protislunečním směru). Byla větší než ve dne, protože ani sluneční záření, ani sluneční vítr neinteragují přímo s dostupnými neutrálními částicemi v této oblasti.6. Studie ukazuje, že dominantní ionty v oblasti brázdy jsou Ar+, a Ne+ které mají srovnatelně delší životnost než molekulární ionty (CO2+, a H2O+ ), které jsou dominantní v jiných regionech. Vzhledem k jejich vyšší životnosti jsou Ar+ a Ne+ ionty přežívají v oblasti brázdy, zatímco molekulární ionty se rekombinují a mizí. V blízkosti byla nalezena také vysoká elektronová hustota lunární polární oblasti během období slunečního přechodu5,6.
NASA plánovaná mise Artemis na Měsíc má za cíl zřídit základní tábor Artemis na lunární povrch a brána dovnitř lunární oběžná dráha. To jistě pomůže k podrobnějšímu a přímějšímu studiu lunární atmosféra7.
***
Reference:
- NASA 2013. Existuje na Měsíci atmosféra? Dostupné online na 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 a Morgan TH 1988. Objev sodíkových a draselných par v atmosféře Měsíce. SCIENCE 5. srpna 1988 sv. 241, vydání 4866 s. 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67
- Stern SA 1999. Lunární atmosféra: Historie, stav, současné problémy a kontext. Recenze geofyziky. Poprvé publikováno: 01. listopadu 1999. Ročník 37, vydání 4. listopadu 1999. Strany 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005
- Needham DH a Kringab DA 2017. Lunární vulkanismus vytvořil přechodnou atmosféru kolem starověkého Měsíce. Dopisy o Zemi a planetární vědě. Ročník 478, 15. listopadu 2017, strany 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002
- Ambili KM a Choudhary RK 2021. Trojrozměrné rozložení iontů a elektronů v lunární ionosféře vzniklo fotochemickými reakcemi. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, svazek 510, vydání 3, březen 2022, strany 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734
- Tripathi KR, et al 2022. Studie o charakteristických rysech měsíční ionosféry využívající dvojí frekvenci rádio vědecký (DFRS) experiment na palubě orbiteru Chandrayaan-2. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, svazek 515, vydání 1, září 2022, strany L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058
- NASA 2022. Mise Artemis. Dostupné v https://www.nasa.gov/specials/artemis/
***
