Есть ли у луны атмосфера: Есть ли атмосфера на Луне – Статьи на сайте Четыре глаза

если ли, из чего состоит, имеется ли вода

Категория: Наблюдения

Людей, изучающих единственный естественный спутник планеты Земля, часто интересует вопрос относительно того, есть ли на Луне атмосфера и каково ее состояние. Ответ на него будет положительным. Учеными доказано, что атмосфера на Луне есть, но она заметно отличается от земной по составу и присущим особенностям. Рассмотрим тему детальнее, чтобы понимать, о чем идет речь.

Особенности атмосферы Луны

Начнем с того, что атмосфера Луны представляет собой сильно разреженную оболочку из различных газов. Ее плотность в 10 триллионов раз меньше, чем у земной. Давление на Лунесоставляет ориентировочно 10 нПа. Сама атмосфера состоит из следующих компонентов:

• водород;
• гелий;
• неон;
• аргон.

Таков основной состав атмосферы Луны. Она почти не оказывает воздействия на само небесное тело. Дополнительные исследования позволили выявить и другие компоненты состава. Например, ученые отметили, что здесь также присутствует метан, азот, углекислый газ, окись углерода. Благодаря применению наземных спектрометров были выявлены и другие вещества – калий, натрий, радиоактивные изотопы полония и радона.

В ходе исследований, проведенных в 1991 году представителями Бостонского университета, дополнительно был обнаружен натриевый «хвост». Ученые отметили, что он простирается в сторону Солнца примерно на 15-20 радиусов естественного спутника Земли.

Теперь мы знаем, есть ли у Луны атмосфера, из чего она состоит и чем отличается от газовой оболочки Земли. Исследования объекта продолжаются, поэтому, возможно, вскоре откроются дополнительные факты, благодаря которым мы посмотрим на земной спутник по-другому.

Интересные факты про атмосферу Луны

Кроме точных данных стоит изучить и интересные факты о лунной газовой оболочке. Их оказывается немало. Вот самые известные:

• источниками атмосферы являются внешние и внутренние факторы. К первым относят падение микрометеоритов, солнечный ветер. Последние – это выделение газов лунной кроной, вулканизм. При этом поверхность небесного тела не может удержать выделенные газы, потому как имеет низкую гравитацию. Большинство из них просто рассеивается в космосе. С этим и связана разреженность атмосферы;
• концентрация частиц газовой смеси над лунной поверхностью сильно изменяется в течение суток. Например, в ночное время на 1 см³ приходится 10⁵ частиц. Днём этот показатель меняется до 10⁴. Для Земли характерно принципиально другое число — 2,7⋅10¹⁹;
• из-за разреженности лунной атмосферы на объекте происходят сильные температурные колебания. Ночью ее поверхность способна охлаждаться до -150 градусов, а днем нагреваться до +110. На Земле такого нет, потому как ее атмосфера плотнее, чем лунная, надежно удерживает тепло, исключая резкие и значительные перепады температур;
• на лунной поверхности нельзя услышать какие-либо звуки;
• если говорить о том, имеется ли в лунных морях вода, то исследования доказали, что в жидком виде здесь присутствовать она не может. Вода быстро испаряется под воздействием солнечных лучей, рассеиваясь по космическому пространству. Вместо того, доказано, что на полюсах Луны в кратерах, куда не попадают солнечные лучи, есть лед. Его объемы достаточно большие, чтобы, к примеру, обеспечить жизнью растительность на небесном теле, которую, может быть, захотят создать в далеком будущем. Если говорить с использованием цифр, то на 40 кратеров, расположенных в области Северного полюса, приходится примерно 0,6 км³ льда.

Это основные факты, которые стоило узнать тем, кого интересует, есть ли на Луне атмосфера и какие свойства она имеет.

Луна оказалась спасителем жизни на Земле

15.10.2020 | 17:01

Без защиты естественного спутника жизнь в ее нынешнем виде была бы невозможна.

Ученые НАСА смоделировали поведение магнитных полей Земли и Луны около 4 млрд лет назад и сделали выводы, что когда-то естественный спутник спас планету и помог сохранить ее атмосферу. Если бы этого не случилось, жизнь, по крайней мере, в ее нынешнем виде, была бы невозможна.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances, кратко о нем сообщает официальный сайт агентства.

Исследователи создали компьютерную модель магнитосферы Луны и Земли. Эксперты НАСА пришли к выводу, что миллиарды лет назад магнитые поля были связаны на полюсах каждого объекта. Эта связь привела к тому, что высокоэнергетические частицы солнечного ветра не проникали полностью через магнитное поле, что спасло земную атмосферу.

«Похоже, что Луна представляет собой существенный защитный барьер от солнечного ветра для Земли, который имел решающее значение для поддержания атмосферы в это время, – сказал главный ученый НАСА и ведущий автор нового исследования Джим Грин. –  Мы с нетерпением ждем продолжения исследования после того, когда НАСА отправит астронавтов на Луну с помощью программы Artemis».

Помимо магнитной связи, существовал еще атмосферный обмен. Если выводы экспертов верны, то экстремальный ультрафиолетовый свет от Солнца отделял электроны от нейтральных частиц в самой верхней части атмосферы Земли. Частицы становились заряженными и могли «путешествовать» на Луну по линиям манитного поля.  

В то время у Луны могла быть своя собственная атмосфера. Ученые полагают, что обнаружение азота в образцах лунных пород подтверждает идею о том, что атмосфера Земли, в которой преобладает азот, способствовала формированию древней атмосферы Луны и ее коры.

Исследователи подсчитали, что общее магнитное поле могло сохраняться в период от 4,1 до 3,5 млрд лет назад. Примерно 3,2 млрд лет назад Луна потеряла свою магнитосферу. Без него примерно 1,5 млрд лет назад солнечный ветер уничтожил атмосферу. 

Согласно ведущим теориям, Луна сформировалась 4,5 млрд лет назад, когда объект размером с Марс под названием Тейя врезался в протоземлю. Спутник образовался из обломков. Сразу после формирования Луна была намного ближе. Когда ее гравитация воздействует на земные океаны, вода слегка нагревается, и эта энергия рассеивается. Но это приводит к тому, что Луна удаляется от Земли со скоростью 3,8 см в год. 4 миллиарда лет назад Луна была в три раза ближе к Земле, чем сегодня — примерно в 129 000 км по сравнению с нынешними 384 000 км.

Ранее канал «Наука» рассказал о подписании НАСА соглашения с семью странами о добыче полезных ископаемых на Луне.

Фото: НАСА

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации

Расскажите друзьям

• Shutterstock

  Ученые: неизвестные бактерии из тающих ледников могут представлять опасность

• mark reinstein / Shutterstock.com

  Новое исследование пытается объяснить эффект Манделы — феномен ложных воспоминаний

• Shutterstock

  Найдено физиологическое объяснение того, почему зимой люди чаще болеют простудами

• NASA, ESA, CSA, and STScI

  Опубликована первая научная полноцветная фотография с телескопа «Джеймс Уэбб»

• Visualization by B. MéNard & N. Shtarkman

  13 млрд лет за несколько движений мышкой: опубликована крупнейшая интерактивная карта Вселенной

Хотите быть в курсе последних событий в науке?

Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку

Ваш e-mail

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Хаббл обнаружил кислородную атмосферу на спутнике Юпитера, Европе

Сводка

Астрономы, использующие телескоп Хаббл, определили наличие чрезвычайно разреженной атмосферы из молекулярного кислорода вокруг спутника Юпитера, Европы. Это делает Европу первым из когда-либо обнаруженных спутников с кислородной атмосферой и только третьим таким объектом Солнечной системы за пределами Земли, обладающим этим газообразным элементом.

Если бы весь кислород на Европе был сжат до давления на поверхности земной атмосферы, он заполнил бы лишь около дюжины стадионов размером с Астродом.

Астрономы, использующие космический телескоп Хаббла (HST) НАСА, определили наличие чрезвычайно разреженной атмосферы молекулярного кислорода вокруг спутника Юпитера, Европы. Это делает Европу первым из когда-либо обнаруженных спутников с кислородной атмосферой и только третьим таким объектом Солнечной системы за пределами Земли (планеты Марс и Венера имеют следы молекулярного кислорода в своих атмосферах).

Это открытие было сделано группой исследователей из Университета Джона Хопкинса и Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд.95 номер журнала Nature.

«Кислородная атмосфера Европы настолько разрежена, что давление на ее поверхности едва ли составляет одну стомиллиардную от земного», — говорит главный исследователь Дойл Холл из Университета Джона Хопкинса. «Поистине удивительно, что космический телескоп «Хаббл» может обнаружить такой тонкий газ так далеко». Если бы весь кислород на Европе был сжат до давления на поверхности земной атмосферы, он заполнил бы лишь около дюжины стадионов размером с Астродом.

Исследователи HST предупреждают, что обнаружение не должно быть неверно истолковано как доказательство присутствия жизни на маленькой холодной луне. Расположенная в 5 раз дальше от Солнца, чем Земля, Европа слишком холодная (-230 градусов по Фаренгейту (-145 градусов по Цельсию)), чтобы поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.

В отличие от Земли, где организмы создают и поддерживают 21-процентную кислородную атмосферу, кислородная атмосфера Европы создается чисто небиологическими процессами. Ледяная поверхность Европы подвергается воздействию солнечного света и подвергается воздействию пыли и заряженных частиц, захваченных сильным магнитным полем Юпитера. В совокупности эти процессы заставляют замороженный водяной лед на поверхности производить водяной пар, а также газообразные фрагменты молекул воды.

После того, как молекулы газа произведены, они претерпевают ряд химических реакций, в результате которых образуются молекулярный водород и кислород. Относительно легкий газообразный водород улетает в космос, в то время как более тяжелые молекулы кислорода накапливаются, образуя атмосферу, которая может простираться на 125 миль (200 километров) над поверхностью. Газообразный кислород медленно просачивается в космос и должен постоянно пополняться.

Европа размером примерно с земную Луну, но ее внешний вид и состав заметно отличаются. Спутник имеет необычно гладкую поверхность из твердого водяного льда, почти без кратеров. Таинственные темные отметины пересекают поверхность, придавая луне вид «треснувшей яичной скорлупы». Под явно фрагментированной ледяной корой приливное нагревание Юпитера может нагреть ледяной материал достаточно, чтобы поддерживать подповерхностный океан жидкой воды.

Из 61 идентифицированного спутника в Солнечной системе только три других спутника, как известно, имеют атмосферу: вулканически активный спутник Юпитера Ио (диоксид серы), самый большой спутник Сатурна Титан (азот/метан) и самый большой спутник Нептуна Тритон (азот/метан). ).

Хотя ученые и предсказывали ранее, что на Европе может быть газообразный кислород, для окончательного обнаружения пришлось ждать ультрафиолетовой чувствительности, обеспечиваемой прибором HST Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS). GHRS зафиксировала спектральную характеристику молекулярного кислорода (O2) на Европе в ультрафиолетовом свете во время наблюдений, проведенных 2 июня 1994 года в течение шести орбит Хаббла. Европа находилась на расстоянии 425 миллионов миль (684 миллиона километров) от Земли.

Наблюдения Хаббла будут иметь неоценимое значение для ученых, которые планируют наблюдения за Европой крупным планом в рамках миссии НАСА «Галилео», которая прибудет к Юпитеру в декабре 1995 года. по Европе на расстоянии менее 22 000 миль (35 000 километров).

Солнечная системаЭкзопланетыЗвезды и туманностиГалактикиВселеннаяКосмические чудесаТелескоп2008200720062005200420032002200120001999199819971996199519941993199219911990

American Astronomical Society MeetingAnnouncementsImage ReleaseNASA Science UpdateNews Nugget

Active Galaxies/QuasarsAsteroidsBinary StarsBlack HolesBow ShocksBrown DwarfsCANDELSCLASHCOSMOSCometsCosmochemistryCosmologyDark EnergyDark MatterDark NebulasDeep FieldsDistant GalaxiesDwarf GalaxiesDwarf PlanetsEarly Release ObservationEarthElliptical GalaxiesEmission NebulasExomoonsExoplanetsFrontier FieldsGOODSGalactic Center SurveyGalaxiesGalaxy ClustersGalaxy EvolutionGalaxy FormationGamma Ray BurstsGlobular ClustersGravitational LensingHubble Deep FieldHubble MissionHubble Ultra Deep FieldInteracting GalaxiesIntergalactic GasIrregular ГалактикиЮпитерКеплерОбъекты пояса КойпераМагеллановы облакаМарсМассивные звездыСредний глубокий обзорМлечный ПутьЦентр Млечного ПутиРазноеЛуныМультимиссияМножественные звездные системыМноговолновая длинаБлизлежащие галактикиТуманностиНептунНейтронные звездыНовые звездыОбсерваторииОткрытые скопления PHATPlanetary Atmospheres/WeatherPlanetary NebulasPlanetary RingsPlanetsPlutoPulsarsRed Dwarf StarsReflection NebulasRoman Space TelescopeSWEEPSSaturnSmall Solar System BodiesSolar SystemSpiral GalaxiesStar ClustersStar FieldsStar Forming RegionsStarburst GalaxiesStarsStellar DisksStellar JetsSupernova RemnantsSupernovaeSurveyULLYSESUniverseUniverse Age/SizeUranusVariable StarsVenusWebb MissionWhite DwarfsWide Field Infrared Survey Telescopeen Español

Луна могла получить часть своей воды из атмосферы Земли

Наша Луна — удивительный мир, пленивший нас с незапамятных времен. Задолго до того, как был изобретен первый телескоп, древние люди использовали Луну в качестве небесного календаря, и есть свидетельства того, что лунное хронометраж существовало примерно за 25 000, 30 000 и даже 35 000 лет до настоящего времени. Задолго до того, как человечество научилось письменности, жило в организованных городах и поклонялось структурированным религиям, Луна была одним из первых часов человечества. Только когда был изобретен телескоп, наша Луна стала объектом научного любопытства, а наброски Галилео Галилея дали нам новый взгляд на нашего ближайшего небесного соседа. По мере развития науки росло и наше понимание Луны. Хотя миссии «Аполлон» успешно научили нас геологии Луны, только в 2009 г.когда ударный зонд LCROSS на борту лунного разведывательного орбитального аппарата преднамеренно врезался в темный кратер на южном полюсе Луны и обнаружил 155 кг воды, пролетев через шлейф выброса, прежде чем в конечном итоге врезаться в лунную поверхность.

Южный полюс Луны представляет особый интерес для НАСА из-за его постоянно затененных областей, или PSR, которые являются областями на Луне, где солнечный свет никогда не попадает на дно некоторых полярных кратеров из-за наклона оси Луны, который только 1,5 градуса по сравнению с земными 23,5 градусами. Из-за отсутствия солнечного света уже давно предполагалось, что на дне этих кратеров скопился водяной лед, который можно будет использовать в будущих миссиях с экипажем, в первую очередь в предстоящих миссиях NASA Artemis. Но как вся эта вода попала туда?

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports , ученые из Геофизического института Университета Аляски в Фэрбенксе (UAF) предполагают, что ионы водорода и кислорода, покидающие верхние слои атмосферы Земли и соединяющиеся на Луне, могут быть одним из источников известных лунная вода и лед. Исследование возглавлял адъюнкт-профессор геофизического института UAF, доктор Гюнтер Клеточка, и оно дополняет растущий объем исследований воды на северном и южном полюсах Луны.

На изображении показано распределение поверхностного льда на южном полюсе Луны (слева) и северном полюсе (справа), обнаруженное с помощью инструмента NASA Moon Mineralogy Mapper в 2009 году. Синим цветом показаны местоположения льда, нанесенные на изображение лунной поверхности, где шкала серого соответствует температуре поверхности (более темные оттенки представляют более холодные области, а более светлые оттенки указывают на более теплые зоны). Лед концентрируется в самых темных и холодных местах, в тени кратеров. Это изображение было первым разом, когда ученые непосредственно наблюдали убедительные доказательства наличия водяного льда на поверхности Луны. (Фото: НАСА)

«Поскольку команда НАСА «Артемида» планирует построить базовый лагерь на южном полюсе Луны, ионы воды, возникшие много тысячелетий назад на Земле, могут быть использованы в системе жизнеобеспечения астронавтов», — сказал Клетечка.

Новые исследования показывают, что полярные регионы Луны могут содержать до 3500 кубических километров (840 кубических миль) или более поверхностной вечной мерзлоты или подповерхностной жидкой воды, созданной из ионов, вышедших из атмосферы Земли. Это объем, сравнимый с озером Гурон в Северной Америке, восьмым по величине озером в мире.

Исследователи рассчитали эту сумму на основе расчета модели наименьшего объема — 1% атмосферного выброса Земли достигает Луны.

Считается, что большая часть лунной воды образовалась в результате столкновения астероидов и комет с Луной. Большинство из них произошло в период, известный как Поздняя тяжелая бомбардировка. Утверждается, что в тот период, около 3,5 миллиардов лет назад, когда Солнечной системе было около 1 миллиарда лет, ранние внутренние планеты и Луна Земли подверглись необычно сильным ударам астероидов.

Ученые также предполагают, что источником является солнечный ветер. Солнечный ветер несет ионы кислорода и водорода, которые, возможно, объединились и отложились на Луне в виде молекул воды.

Клетечка и его коллеги предполагают, что ионы водорода и кислорода попадают на Луну, когда она проходит через хвост магнитосферы Земли, что происходит в течение пяти дней ежемесячного путешествия Луны вокруг планеты. Магнитосфера — это каплевидный пузырь, созданный магнитным полем Земли, который защищает планету от большей части непрерывного потока заряженных солнечных частиц.

Недавние измерения, проведенные несколькими космическими агентствами — НАСА, Европейским космическим агентством, Японским агентством аэрокосмических исследований и Индийской организацией космических исследований — выявили значительное количество образующих воду ионов, присутствующих во время прохождения Луны через эту часть магнитосферы.

Присутствие Луны в хвосте магнитосферы, называемом хвостом магнитосферы, временно влияет на некоторые силовые линии магнитного поля Земли — те, которые разорваны и просто уходят в космос на многие тысячи миль. Не все силовые линии Земли прикреплены к планете обоими концами; некоторые имеют только одну точку крепления. Думайте о каждой из них как о нити, привязанной к шесту в ветреный день.

Присутствие Луны в хвосте магнитосферы приводит к тому, что некоторые из этих разорванных силовых линий снова соединяются с противоположной разорванной копией. Когда это происходит, ионы водорода и кислорода, покинувшие Землю, устремляются к вновь соединенным силовым линиям и ускоряются обратно к Земле.

Авторы статьи предполагают, что многие из этих возвращающихся ионов столкнулись с проходящей Луной, у которой нет собственной магнитосферы, которая могла бы их отталкивать.

«Это похоже на то, как будто Луна находится в душе — поток ионов воды возвращается на Землю и падает на поверхность Луны», — сказал Клетечка.

Затем ионы объединяются, образуя лунную вечную мерзлоту. Часть из них в результате геологических и других процессов, таких как столкновения с астероидами, уходит под поверхность, где может превратиться в жидкую воду.

Исследовательская группа использовала гравитационные данные Лунного разведывательного орбитального аппарата НАСА для изучения полярных регионов, а также нескольких крупных лунных кратеров. Аномалии в подземных измерениях в ударных кратерах указывают на расположение трещиноватых пород, способствующих содержанию жидкой воды или льда. Измерения силы тяжести в этих местах под поверхностью предполагают наличие льда или жидкой воды, говорится в исследовательской работе.

Последнее исследование основано на работе, опубликованной в декабре 2020 года четырьмя авторами новой статьи, включая Клеточку.

NASA Artemis

Программа НАСА Artemis провозглашается первым шагом в следующей эре освоения космоса человеком, поскольку одной из ее целей будет высадка первой цветной женщины и человека на поверхности Луны.