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月の大気:電離層はプラズマ密度が高い  

母親の最も美しい点の一つは 当社 の存在です 雰囲気。 地球上の生命は、地球を全周から完全に包み込む生き生きとした空気の層がなければ不可能でした。 地質時代の大気進化の初期段階では、地殻内の化学反応がガスの重要な発生源でした。 しかし、生命の進化に伴い、生命に関連する生化学的プロセスが引き継ぎ、現在のガスバランスを維持するようになりました。 地球内部の溶融金属の流れのおかげで、電離太陽風(太陽大気から発生するプラズマなどの荷電粒子の連続的な流れ)のほとんどを地球から遠ざける原因となる地球の磁場を生じさせます。 大気の最上層は残りの電離放射線を吸収し、電離します(したがって電離層と呼ばれます)。  

地球の自然衛星である月には大気がありますか?  

月には、私たちが地球で経験するような大気はありません。 その重力場は地球よりも弱いです。 地球の表面での脱出速度は約 11.2 km/秒 (空気抵抗は無視) ですが、月の表面ではわずか 2.4 km/秒であり、月の水素分子の二乗平均平方根 (RMS) 速度よりもはるかに小さいです。 その結果、ほとんどの水素分子が宇宙に逃げ出し、月はその周りにかなりの量のガスのシートを保持できなくなります。 ただし、これは月に大気がまったくないという意味ではありません。 月には大気がありますが、非常に薄いため、月の表面は真空に近い状態になっています。 月の大気は非常に薄く、地球の大気の約 10 兆分の XNUMX です。 月の大気の密度は、地球の大気の最も外側のフリンジの密度と同等です1. 月には大気がないと多くの人が主張するのは、この文脈からです。  

  月の 大気は人類の未来にとって重要です。 したがって、過去 75 年間にわたって一連の研究が行われてきました。  

米航空宇宙局(NASA)のアポロ計画は、月の大気を初めて検出したときに多大な貢献をしました4. アポロ 17 号の月大気組成実験 (LACE) は、月の表面に少量の多数の原子と分子 (ヘリウム、アルゴン、そしておそらくネオン、アンモニア、メタン、二酸化炭素を含む) を発見しました。1. その後、地上ベースの測定により、輝線分光法を使用して月の大気中にナトリウムとカリウムの蒸気が発見されました2. 惑星間空間で月から放出された金属イオンとHの発見についての報告もありました。2月極域の氷室3.  

最後の 3 Ga (1 Ga またはギガ年 = 1 億年または 109 年)、月の大気は低密度の表面境界外気圏 (SBE) で安定しています。 それ以前は、月のかなりの火山活動により、一時的な大気ではありますが、月にはより顕著な大気がありました。4.

最近発表された研究では、以下の測定結果を使用しています。 ISROの月周回船は、月の電離層が非常に高い電子密度を持つ可能性があることを明らかにしました。 月表面の電子密度は1.2×10にもなる可能性がある5 XNUMX立方cmあたりですが、太陽風は強力な除去剤として機能し、すべてのプラズマを惑星間媒体に一掃します5. しかし、興味深い発見は、後流領域 (反太陽方向の太陽風の後続擾乱の領域) における高い電子含有量の観察でした。 太陽放射も太陽風もこの領域で利用可能な中性粒子と直接相互作用しないという事実を考えると、それは昼側の方向よりも大きかった6. この研究は、後流領域の支配的なイオンが Ar であることを示しています。+,+ 分子イオン (CO2+, 及び、H2O+ ) 他の地域で優勢です。 Ar は寿命が長いため、+ + 分子イオンが再結合して消滅する間、イオンはウェイク領域で生き残ります。 太陽遷移期の月の極域付近でも高い電子密度が見られた5,6

NASA が計画している月へのアルテミス ミッションは、月面にアルテミス ベース キャンプを設置し、月周回軌道にゲートウェイを設置することを目的としています。 これは確かに、月の大気をより詳細かつ直接的に研究するのに役立ちます7.  

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参照:  

  1. NASA 2013. 月に大気はありますか? オンラインで入手可能 https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.  
  1. ポッター AE とモーガン TH 1988 年。月の大気中のナトリウムとカリウムの蒸気の発見。 SCIENCE 5 Aug 1988 Vol 241、Issue 4866 pp. 675-680。 土井: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67 
  1. Stern SA 1999. 月の大気: 歴史、ステータス、現在の問題、およびコンテキスト。 地球物理学のレビュー。 初版: 01 年 1999 月 37 日。Volume4、Issue 1999、453 年 491 月。ページ XNUMX-XNUMX。 土井: https://doi.org/10.1029/1999RG900005 
  1. ニーダム DH とクリンガブ DA 2017. 月の火山活動は、古代の月の周りに一時的な大気を作り出しました。 地球と惑星科学の手紙。 478 巻、15 年 2017 月 175 日、178 ~ XNUMX ページ。 土井: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002  
  1. Ambili KM and Choudhary RK 2021. 月の電離層におけるイオンと電子の 510 次元分布は、光化学反応に由来します。 王立天文学会の月例通知、第 3 巻、第 2022 号、3291 年 3300 月、XNUMX ~ XNUMX ページ、DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734  
  1. トリパティKR、 2022. チャンドラヤーン 2 オービターに搭載された二重周波数電波科学 (DFRS) 実験を使用した月の電離層の特性に関する研究。 王立天文学会の月例通知: レター、第 515 巻、第 1 号、2022 年 61 月、L66 ~ LXNUMX ページ、DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058  
  1. NASA 2022. アルテミス ミッション。 で入手可能 https://www.nasa.gov/specials/artemis/ 

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ウメシュプラサド
ウメシュプラサド
科学ジャーナリスト | 『Scientific European』誌創設編集者

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