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月の大気は、月を取り囲む非常に希薄なガスの層である。ほとんどの実用的な目的のために、月は真空に囲まれていると考えられている。科学的目的で「月の大気」と呼ばれる、惑星間物質と比較してその近傍の原子および分子粒子の存在量が多いが、地球や太陽系のほとんどの惑星を取り囲む気体の外層と比較すると無視できるほどである。この小さな質量の圧力は約3 × 10 −15 atm（0.3 nPa）で、一日を通して変化し、総質量は10メートルトン未満である。[5] [6]それ以外の点では、月は測定可能な量の放射線を吸収できず、層状または自己循環しているようには見えず、ガスが宇宙に失われる速度が高いため絶えず補充する必要があるため、月には大気がないと考えられている。
ロジャー・ジョセフ・ボスコヴィッチは、著書『月の大気』 (1753年)の中で、月の周りには大気が存在しないと主張した最初の近代天文学者であった。
出典
月の大気の源の一つはガス放出、すなわち地殻とマントル内での放射性崩壊によって生じるラドンやヘリウムなどのガスの放出である。もう一つの重要な源は、スパッタリングと呼ばれるプロセスで月の表面が微小隕石、太陽風、太陽光によって衝撃を受けることである。[7]
脱出速度と大気圏維持
ガスには次のような作用があります。
- 月の重力の影響でレゴリスに再埋め込まれる。
- 粒子が月脱出速度2.38km/s（1.48mi/s）、または5,328mph（8,575km/h）以上で移動している場合、月から完全に脱出する。
- 太陽の放射圧によって、あるいはガスがイオン化されている場合は太陽風の磁場に流されて宇宙に失われる。
構成
月のわずかな大気は、地球、火星、金星の大気には見られないナトリウムやカリウムなどの珍しいガスで構成されています。地球の海面では、大気の1立方センチメートルあたり約1019分子。比較すると月の大気には10分子以下しか含まれていない。同じ体積に6分子が存在します。地球上では、これは非常に良好な真空状態であると考えられています。実際、月の表面の大気の密度は、国際宇宙ステーションが周回する地球の大気圏の最外縁部の密度に匹敵します。 [8]
月の大気中のナトリウムとカリウムの元素は地球ベースの分光法を用いて検出されているが、ラドン222とポロニウム210の同位体はルナ・プロスペクターの アルファ粒子 分光計によって得られたデータから推定されている。[9] アルゴン40、ヘリウム4、酸素および/またはメタン（CH4）、窒素（N2）および/または一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO2 ）は、アポロ宇宙飛行士によって設置された現場検出器によって検出された。[10]
月の大気中に存在することが知られている元素の昼間の平均存在量は、1立方センチメートルあたりの原子数で次のとおりです。
これは、1立方センチメートルあたり約80,000個の原子ということになりますが、これは水星の大気中に存在するとされる量よりもわずかに多いです。[10]これは、通常は1立方センチメートルあたりわずか数個の陽子程度である太陽風の密度を大幅に上回っていますが、地球の大気と比較すると実質的に真空です。
月には、静電的に浮遊した塵の希薄な「大気」が存在する可能性もあります。詳細については、 「月の土壌」を参照してください。
古代の雰囲気
2017年10月、NASAのマーシャル宇宙飛行センターとヒューストンの月惑星研究所の科学者は 、アポロ計画で回収された月のマグマサンプルの研究に基づき、月は30億年から40億年前の7000万年間、比較的厚い大気を持っていたという発見を発表した。この大気は月の火山噴火から噴出したガスに由来し、現在の火星の2倍の厚さだった。この太古の大気は生命を支えていた可能性があると理論づけられているが、生命の証拠は見つかっていない。[13]太古の月の大気は最終的に太陽風によって剥ぎ取られ、宇宙に散逸した。[14]
参照
- 水星の大気
- 外気圏
- 月の大気と塵の環境探査機(LADEE)
- 桁数（圧力）
- 月のナトリウムの尾
参考文献
- ^ 「サーベイヤー7号が捉えた月の地平線の輝き」惑星協会。2016年5月6日。 2022年8月8日閲覧。
- ^ 「NASAのミッション、謎の月の薄明光線を研究」。科学ミッション局。2013年9月3日。 2022年8月8日閲覧。
- ^ Colwell, Joshua E.; Robertson, Scott R.; Horányi, Mihály; Wang, Xu; Poppe, Andrew; Wheeler, Patrick (2009-01-01). 「月面ダスト浮上 - 航空宇宙工学ジャーナル - Vol 22, No 1」.航空宇宙工学ジャーナル. 22 (1): 2–9. doi :10.1061/(ASCE)0893-1321(2009)22:1(2) . 2022-08-08閲覧。
- ^ デボラ・バード（2014年4月24日）「月から見る黄道光」EarthSky 。 2022年8月8日閲覧。
- ^ ウィリアムズ、デビッド・R.「月ファクトシート」NASA 。 2016年11月16日閲覧。
- ^ Globus, Ruth (1977). 「第5章、付録J: 月の大気への影響」。Johnson, Richard D.、Holbrow, Charles (編)。宇宙居住地: 設計研究。NASA。NASA SP-413。2010年5月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年11月15日閲覧。
- ^ Lucey, Paul; Korotev, Randy L.; Gillis, Jeffrey J.; Taylor, Larry A.; Lawrence, David; et al. (2006年1月). 「月面と宇宙と月の相互作用を理解する」. Reviews in Mineralogy and Geochemistry . 60 (1): 83–219. Bibcode :2006RvMG...60...83L. doi :10.2138/rmg.2006.60.2.
- ^ 「月には大気があるか？」NASA。2013年4月12日。
- ^ Lawson, Stefanie L.; Feldman, William C.; Lawrence, David J.; Moore, Kurt R.; Elphic, Richard C.; et al. (2005 年 9 月). 「月面からの最近のガス放出: Lunar Prospector アルファ粒子分光計」. Journal of Geophysical Research . 110 (E9): E09009. Bibcode :2005JGRE..110.9009L. doi : 10.1029/2005JE002433 .
- ^ ab Stern, S. Alan (1999). 「月の大気: 歴史、現状、現在の問題、および状況」. Reviews of Geophysics . 37 (4): 453–491. Bibcode :1999RvGeo..37..453S. CiteSeerX 10.1.1.21.9994 . doi :10.1029/1999RG900005. S2CID 10406165.
- ^ abc Benna, M.; Mahaffy, PR; Halekas, JS; Elphic, RC; Delory, GT (2015 年 5 月)。「LADEE NMS 機器で観測された月の外気圏におけるヘリウム、ネオン、アルゴンの変動」。Geophysical Research Letters。42 ( 10): 3723–3729。Bibcode :2015GeoRL..42.3723B。doi :10.1002/2015GL064120。ネオンは He に匹敵するレベルで夜側で検出され、表面が非凝縮性ガスを収容
している空間分布を示すことがわかった。
- ^ Steigerwald、William A. (2015 年 8 月 17 日)。 「NASAのLADEE宇宙船が月の大気中にネオンを発見」。 NASA 。2015 年8 月 18 日に取得。
- ^ Ciaccia, Chris (2018年7月24日). 「月に生命？新たな研究は月面に生命が存在した可能性があると主張」Fox News。
- ^ 「NASA：月にはかつて消え去った大気があった」Time誌。 2018年4月16日閲覧。
この記事には、アメリカ航空宇宙局の「月には大気があるか?」 からのパブリック ドメインの資料が組み込まれています。