许多阿波罗机组人员在日出 和日落 时曾见到的发光和光线[ 1] ,这张阿波罗17号 宇航员的速写描绘了神秘的霞光 。
月球大气层 中只存在很少的气体,在大多数实际场合中,月球 被认为是被真空 包围着。被称为科学物体的“月球大气层 ”,与行星际物质 相比,其附近存在的原子和分子数量更高,但与地球 和太阳系 大多数行星 周围的气体外壳相比,可以忽略不计。这一小质量的大气层压力约为3×10−15 标准大气压 (0.3 纳帕 ),全天变化,总质量小于10公吨[ 2] [ 3] 。另一方面,月球被认为没有大气层,因为它不能吸收可测量数量的辐射,不会出现分层或自循环,由于其气体进入太空的速率很高,因此需要不断补充。
鲁杰尔·朱塞佩·博斯科维奇 是第一位在1753年《月球大气》中论证月球周围缺乏大气层的现代天文学家。
来源
月球大氣的一种來源是釋氣 :來自地殼 和地函 中氡 和氦 放射性衰变 所释放出的气体。另一种重要來源是微流星体 、太陽風 和陽光 对月球表面的轰击,这一过程被称为溅射 [ 4] 。
大气逃逸与保留
气体可以:
因月球引力 的作用,被重新植入表土 中;
如果粒子以2.38 公里/秒(1.48 英里/秒)或5328 英里/小时(8575 公里/小时)的月球逃逸速度 或更高速移动,则完全逃逸月球;
由于太阳辐射压 ,或气体电离 ,被太阳风 磁场 扫掠而消失在太空中。
组成
月球大气由一些不寻常的气体组成,包括钠 和钾 ,这些气体在地球 、火星 或金星 大气层中并不存在。在地球海平面 上,每立方厘米大气中包含约 1019 个分子,相比之下,月球上相同大气体积所含分子数则少于 106 个。在地球上,这已被认为是极度真空了。事实上,月球表面的大气密度与国际空间站 所在的地球大气层最外层边缘的密度相当[ 5] 。
通过地球光谱方法 已在月球大气中检测到了钠和钾元素,而同位素 氡-222 和钋-210 也已从月球勘探者 α粒子 光谱仪 获得的数据中推断出来[ 6] 。氩-40 、氦-4 、氧 和/或甲烷 、氮 和/或一氧化碳 和二氧化碳 则被阿波罗 宇航员放置的原位 探测器检测到[ 7] 。
已知存在于月球大气中元素的平均白天丰度(以原子数/立方厘米计)如下:
这产生了每立方厘米大约 80,000 个总原子,略高于假定存在于水星 大气中的数量[ 7] 。虽然大大超过了通常每立方厘米只有几个质子的太阳风 密度,但与地球大气层相比,实际上属于真空状态。
月球也可能有一层由静电悬浮尘埃组成的稀薄“大气层”。有关更多详细信息,请参阅月尘。
古代大气层
2017年10月,美国宇航局 马歇尔太空飞行中心 和休斯顿 月球与行星研究所 的科学家宣布,他们根据阿波罗任务 所获取的月球岩浆样本的研究发现,在30亿至40亿年前的7000万年中,月球曾拥有相对较厚的大气层。这种大气来源于月球火山爆发喷出的气体,其厚度是当今火星 的两倍。事实上,有人从理论上推测,这一古老的大气层可能支持生命,尽管还没有发现生命的证据[ 10] 。月球古大气层最终被太阳风 吹散到太空中[ 11] 。
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參考資料
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