Są chwile, kiedy Księżyc wydaje się mieć delikatną atmosferę poruszających się cząstek pyłu, które skaczą z i opadają na powierzchnię Księżyca. Obserwacje te, po raz pierwszy zaobserwowane w epoce Geodeta i Apollina, były całkowicie nieoczekiwane, a naukowcy nadal próbują zrozumieć to zjawisko.
Pierwsze oznaki, że działo się coś dziwnego z powierzchnią Księżyca, pojawiły się w latach 60. XX wieku, kiedy kamery statku kosmicznego Surveyor skierowane w stronę zachodniego horyzontu zauważyły jaśniejszą unoszącą się chmurę, która utrzymywała się przez kilka godzin.
„Istnieje wiele innych tego rodzaju spostrzeżeń” - powiedział dr Mihaly Horanyi z laboratorium Boulder z fizyki atmosferycznej i kosmicznej z University of Colorado Boulder. „Na przykład astronauci w modułach dowodzenia Apollo, którzy pozostali na orbicie wokół Księżyca, mieli nadzieję zrobić zdjęcia ciemnego nieba, ale oczywiście w przestrzeni międzyplanetarnej jest rozproszone światło z pyłu. Ale jasność zdawała się również podążać za powierzchnią Księżyca, co wskazuje, że w jakiś sposób pył spływa z powierzchni Księżyca. ”
Podczas gdy astronauci z Apollo 8, 10 i 15 zgłaszali takie chmury pyłu, Apollo 17 w 1972 roku wielokrotnie widział i szkicował to, co nazywali „pasmami”, „streamerami” lub „promieniami zmierzchu” przez około 10 sekund przed wschodem księżyca lub zachodem księżyca.
Dodając do tej tajemnicy, również na Apollo 17 był detektor pyłu umieszczony na powierzchni przez astronautów, eksperyment Ejecta Księżyca i Meteoryt, który miał mierzyć uderzenia mikrometeorytów z dużą prędkością na Księżyc.
„Zamiast tego pomiary wykazały wzrost strumieni cząstek, który wzrósł stukrotnie, gdy dzień zamienił się w noc, a noc zamieniła się w dzień w tym miejscu na Księżycu”, powiedział Horanyi.
„Każdy z tych pomiarów ma jakieś alternatywne wyjaśnienie. Wygląda jednak na to, że całe ciało tych obserwacji najlepiej wyjaśnić, uznając, że pył - nawet na ciele pozbawionym powietrza - może się poruszać i ożywać. ”
Nawet sądząc, że Księżyc nie ma atmosfery, Horanyi powiedział, że inne procesy, które prawdopodobnie są związane ze środowiskiem plazmy i promieniowania Księżyca, „elektrodynamiczne procesy bliskiego powierzchni środowiska księżycowego, które mogą mieć wystarczająco silne pola elektryczne, a powierzchnia może mieć wystarczająco dużo ładunków elektrostatycznych, które mogą uwolnić kurz i jakoś go przetasować lub przesunąć po powierzchni. ”
Innymi słowy, ładunek elektrostatyczny powierzchni Księżyca powoduje, że pył unosi się, wytrącając - w jakiś sposób - przez zmiany światła słonecznego.
Horanyi powiedział, że tego typu rzeczy można było zaobserwować na innych ciałach pozbawionych powietrza, takich jak Merkury, komety i asteroidy.
„Na przykład bliskie lądowanie na asteroidzie Eros” - powiedział Horanyi - „ludzie zauważyli, że dno kraterów jest wypełnione drobnym pyłem i nie ma wystarczającej atmosfery, a na pewno ciało jest zbyt małe, ma wstrząsy asteroid - asteroidowa wersja trzęsień ziemi - więc możliwy transport, który uwięziłby lub spowodowałby gromadzenie się pyłu w niektórych regionach i przenoszenie go z innych, najprawdopodobniej jest efektem plazmy. ”
Horanyi i inni naukowcy przeprowadzili eksperymenty laboratoryjne w celu odtworzenia środowiska księżycowego, aby sprawdzić, czy ma miejsce transport pyłu.
„W przypadku pierwszego zestawu eksperymentów wyobraź sobie tylko kawałek powierzchni z cząstkami pyłu, a my świecimy na tej powierzchni” - powiedział - „tak, że połowa jest oświetlona, a druga nie, udając, że istnieje obszar terminatora , że słońce zachodzi z jednej strony i nadal świeci światłem z drugiej. Kiedy świecisz światło na powierzchni o odpowiednich właściwościach, możesz emitować fotoelektrony, ale emitujesz tylko elektrony ze strony oświetlonej, a niektóre z tych elektronów lądują po ciemnej stronie, - masz nadwyżkę ładunku dodatniego na oświetlonym i nagromadzenie ładunku ujemnego po stronie nocnej. Na przestrzeni kilku milimetrów można łatwo wygenerować różnicę potencjałów, może być wata lub garstkę watów, co w rzeczywistości przekłada się na małe, ale niezwykle silne pola elektryczne. Może to być kilowat ponad metr. Ale oczywiście istnieje tylko nad ostrą granicą, a ta ostra granica może być kluczem do zrozumienia, w jaki sposób na początku porusza się pył. ”
Horanyi powiedział w regionie przejściowym, w którym granice się pokrywają - granice oświetlone i ciemne, lub granice między miejscem, w którym powierzchnia jest narażona na plazmę, a gdzie nie jest - te ostre przejścia mogą faktycznie pokonać przyczepność między pyłem a resztą powierzchni i rozpocząć w ruchu.
„I tam historia staje się naprawdę interesująca” - powiedział.
Mamy nadzieję, że nowa misja o nazwie LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) może pomóc wyjaśnić tę tajemnicę. Jego uruchomienie ma nastąpić w 2013 roku i latać na niskiej orbicie księżycowej, tak blisko powierzchni, jak 30-50 km. Ponieważ NASA może wkrótce nie wysłać astronautów na Księżyc, misja LADEE może być teraz nieco inna niż wcześniej sądzono, ale nadal ma ona ważną naukę do przeprowadzenia.
Będzie nosił trzy instrumenty, kamerę na podczerwień, neutralny spektrometr masowy i detektor pyłu, które Horanyi pomaga zbudować.
„Mam nadzieję, że będzie w stanie zmierzyć małe, małe cząsteczki, które, jak twierdzą ludzie, są wyciągane z powierzchni” - powiedział Horanyis. „Mamy nadzieję, że w połączeniu te instrumenty mogą położyć kres argumentowi, który mieliśmy od początku lat 70. XX wieku, czy pył jest naprawdę aktywnie transportowany i tasowany po powierzchni Księżyca, czy nie.”
