Неуловимата атмосфера на Луната, примамлива енигма, озадачава астрономи и любители звездни наблюдатели от десетилетия. Въпреки че ѝ липсва въздух, годен за дишане, луната може да се похвали с тънък слой от атоми, плъзгащи се по нейната скалиста повърхност. 

Известна в научните среди като „екзосфера“, тази слаба атмосфера се превърна в огнище на интриги, откакто беше разпозната за първи път през 80-те години на миналия век.

Скорошно проучване, ръководено от Никол Ние, асистент професор в катедрата по земни, атмосферни и планетарни науки на MIT , разкри уникални прозрения за атмосферата на Луната. Заедно с екипа си от Чикагския университет и Центъра за космически полети Годард на НАСА, Ние смело се справи с лунната енигма.

Метеоритът засяга атмосферата на Луната

Екипът на Ние използва гениален метод, за да направи убедително заключение за екзосферата на Луната. Те установиха, че тази неуловима атмосфера дължи съществуването си главно на процес, наречен „изпарение при удар“. 

Този космически спектакъл се разгръща, когато ударите на метеорит върху повърхността на луната превръщат определени атоми в газ, като по този начин създават и поддържат екзосферата в продължение на милиарди години. 

Изследователите анализираха проби от лунна почва от мисиите на НАСА Аполо – безценно свидетелство за бурната история на Луната, белязана от непрекъснати метеоритни бомбардировки през нейното 4,5-милиардно годишно съществуване.

LADEE: Лунният страж

За да разбере раждането и поддържането на екзосферата на Луната, НАСА изпрати изследователя на лунната атмосфера и прахова среда (LADEE) през 2013 г. 

Въоръжени с мисия за изследване на атмосферата на Луната, констатациите на LADEE предизвикаха повече въпроси, отколкото отговори. Например, космическият кораб откри интересен модел: екзосферата на луната имаше склонност към приливи и отливи в зависимост от позицията си в орбита около Земята. 

Това наблюдение накара учените от НАСА да повярват, че не само ударите на метеорити, но и слънчевият вятър – постоянният поток от заредени частици от слънцето – може да играе роля при оформянето на атмосферата на Луната.

Изследване на лунната почва
Екипът на Nie насочи вниманието си обратно към лунната почва, съкровищница от улики за миналото на Луната. 

Учените идентифицираха два жизненоважни, лесно изпаряеми елемента от почвените проби на Аполо – калий и рубидий. Очаквайки изотопни вариации в тези елементи да определят първичния процес зад създаването на атмосферата на Луната, екипът се подготви за разширен анализ.

Техният строг преглед включва стриване на почвата на прах, разтварянето ѝ в киселини и накрая преминаването ѝ през масспектрометър. Резултатът? Откровение – ударното изпарение е основната сила, движеща създаването на атмосферата на Луната.

Неуловимата атмосфера на Луната

„При ударно изпаряване повечето от атомите ще останат в лунната атмосфера, докато при йонно разпръскване много атоми ще бъдат изхвърлени в космоса“, обясни Ние. 

„От нашето проучване сега можем да определим количествено ролята и на двата процеса, за да кажем, че относителният принос на ударното изпаряване спрямо йонното разпрашаване е около 70:30 или по-голям.“ 

Резултатите предполагат, че ударите на метеорити са оформили 70 процента или повече от атмосферата на луната, като слънчевите ветрове представляват остатъчните 30 процента.

Значимост на изследването

„Откриването на такъв фин ефект е забележително, благодарение на иновативната идея за комбиниране на измервания на изотопи на калий и рубидий заедно с внимателно, количествено моделиране“, каза Джъстин Ху, постдоктор, който изучава лунните почви в университета в Кеймбридж, който не е участвал в ученето. 

„Това откритие надхвърля разбирането на историята на луната, тъй като подобни процеси биха могли да възникнат и може да са по-значими на други луни и астероиди, които са фокусът на много планирани мисии за връщане.“

Гледане на вселената по нов начин

Революционната работа на Ни и нейния екип открива нов път в астрономията. „Без тези проби от Apollo не бихме могли да получим точни данни и да измерим количествено, за да разберем нещата по-подробно“, каза Ние.

„За нас е важно да донесем проби от Луната и други планетарни тела , за да можем да направим по-ясни картини на формирането и еволюцията на слънчевата система.“

Атмосферата на луната, дълго впримчена в мистерия, сега излиза наяве, благодарение на безмилостното преследване на знания от Ни и нейния екип. Докато навигираме в космическия океан, какви други мистерии се крият в сенките и чакат да ги осветлим?

Проучването е публикувано в списанието  Science Advances.