ماه ممکن است همراه همیشگی ما باشد، اما هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که باید درک کنیم.
به عنوان مثال، تنها در طول ماموریت های آپولو در دهه های 1960 و 70 بود که ما متوجه شدیم که جوی هرچند نازک دارد.
نیکول نی، استادیار دپارتمان زمین، جو و علوم سیاره ای MIT و نویسنده مطالعه جدید روی ماه می گوید: «مردم حتی نمی دانند که ماه جو دارد.
از نظر فنی، جو ماه واقعاً یک جو نیست. [As] دانشمندان، ما آن را اگزوسفر می نامیم فقط به این دلیل که بسیار بسیار نازک است.
اما وجود دارد و دانشمندان نظریاتی در مورد آنچه که این جو نازک را که از هلیوم، آرگون، نئون، آمونیاک، متان و دی اکسید کربن به همراه مقادیر کمی سدیم، پتاسیم و روبیدیم تشکیل شده است، دارند.
اکنون نی و نویسندگان مشترک الف یک مطالعه جدید منتشر شده در Science Advances، شواهد بیشتری برای حمایت از این نظریه ارائه میکند که شهابسنگها مسئول حداقل بخشی از جو آن هستند.
وارد شدن به خاک
گمان می رود محرک اصلی جو ماه چیزی به نام هوازدگی فضایی باشد که شامل تبخیر سطح ماه هنگام برخورد شهاب سنگ ها با ماه می شود. عامل دیگر «اسپری یونی» است که از باد خورشیدی می آید، جریانی از ذرات که با سرعتی در حدود 1.6 میلیون کیلومتر در ساعت به سمت منظومه شمسی حرکت می کنند.
دانشمندان بر این باورند که وقتی ذرات باردار حمل شده توسط باد خورشیدی به ماه میرسند، به سطح زمین برخورد میکنند و سپس انرژی را به اتمهای موجود در خاک منتقل میکنند و آن اتمها را پاشیده و در نهایت جو نازکی ایجاد میکنند.
برخی از این اطلاعات توسط ماموریت ماهواره ای کاوشگر جو ماه و محیط گرد و غبار ناسا (LADEE) جمع آوری شده است که از سال 2013 تا 2014 در مدار زمین قرار داشت.
اما نی و همکارانش می خواستند به زمین بیایند و به سنگ سنگی ماه نگاه کنند که گاهی خاک نامیده می شود (اگرچه خاک تمایل دارد حاوی مواد آلی باشد). محققان توانستند 10 نمونه از ماموریت های آپولو را تجزیه و تحلیل کنند.
این فقط 100 گرم بود، بنابراین جایی برای خطا وجود نداشت (شما نمی خواهید اشتباه کنید و نمونه های گرانبهای آپولو را هدر دهید). در واقع، این فرآیند به قدری دشوار بود که نی گفت که سه سال طول کشید تا روشی برای آزمایش نمونهها ایجاد کند که شامل آسیاب کردن آنها و حل کردن پودرهای ریز باقی مانده در اسیدها بود.
محققان به طور خاص پتاسیم و روبیدیم را مورد بررسی قرار دادند، دو عنصری که هم در پراکندگی یونی و هم در برخورد با شهاب سنگ به راحتی تبخیر می شوند.
اینجاست که علم کمی عمیقتر میشود: هر یک از این عناصر – پتاسیم و روبیدیم – به اشکال مختلفی به نام ایزوتوپ وجود دارند. ایزوتوپهای سبکتر و سنگینتر میتوانند وجود داشته باشند. تئوری محققان این بود که سبکترها احتمالاً بلند میشوند، در حالی که سنگینترها در خاک باقی میمانند.
آنها به این نتیجه رسیدند که سنگ سنگی عمدتاً حاوی ایزوتوپهای سنگین هر دو عنصر است، و تبخیر این سنگها احتمالاً فرآیند اولیهای است که اتمها را به سمت بالا میفرستد (فکر کنید سریع، سنگ داغی که به سنگ بزرگتری برخورد میکند).
و از آنجایی که ماه دائماً با شهابسنگهای کوچک پرتاب میشود – به اصطلاح شهابسنگهای کوچک – این جو کمیاب بارها و بارها دوباره پر میشود.
چه معنایی برای آینده دارد
این مهم است زیرا در کندوپاش یونی، بیشتر این اتم ها به فضا پرتاب می شوند. با این حال، با تبخیر سنگها توسط شهابسنگها، بیشتر آنها باقی خواهند ماند. در واقع، یک مطالعه اخیر نشان داد که 70 درصد جو ماه نتیجه این برخورد شهاب سنگ است.
هیچ یک از این موضوع برای مطالعه نمونه های جمع آوری شده از اجسام دیگر، مانند سیارک ها، هیجان زده نیستند. به عنوان مثال، نمونه هایی از سیارک 4.5 میلیارد ساله Bennu در سپتامبر گذشته به زمین بازگردانده شد.
او گفت: “من فکر می کنم این زمینه را برای تحقیقات آینده فراهم می کند.” ما یک مدل ریاضی برای استفاده مردم ارائه میکنیم، و سپس آنها میتوانند نمونهها را تجزیه و تحلیل کنند، و سپس میتوانند از مدل ما برای درک فرآیندهای هوازدگی فضا در اجسام دیگر استفاده کنند. زیرا فرآیندها می تواند برای هر بدن متفاوت باشد.”
میریام لملین، دانشیار دپارتمان ژئوماتیک کاربردی در دانشگاه شربروک، که در این تحقیق شرکت نداشت اما در چندین ماموریت ماه (از جمله مریخ نورد کانادا) شرکت دارد، گفت که از چشم انداز تجزیه و تحلیل های آینده سایر موارد هیجان زده است. سایت های قمری
وی گفت: نمونه هایی که در این مطالعه و در مطالعات گذشته مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند، بیشتر بر روی منطقه استوایی ماه متمرکز شده اند.
«ماموریت های بعدی منطقه قطب جنوب را هدف قرار خواهند داد. بر اساس آنچه در مجموعه داده های مداری می بینیم، ما معتقدیم که هوازدگی فضا در ناحیه قطبی نسبت به منطقه استوایی شدت کمتری دارد. بنابراین، نمونههایی که از منطقه قطب جنوب آورده میشوند، قطعاً میتوانند برای بررسی همان ایزوتوپها و اینکه آیا میتوان چیزهای مختلف را اندازهگیری کرد، استفاده کرد.