薄い月の大気に大量のダストが「浮く」原因は何ですか?


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月へのいくつかのミッションは、1968年に宇宙船サーベイヤー7が下に見たもののように、月の地平線の輝きを明らかにしました。

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画像ソース:NASA

NASAの記事によると、2010年に書かれた「モデルは月の塵の噴水を探すのに役立ちます」と、現象の原因は月の非常に薄い大気(外気圏)に浮遊する塵の層を通して太陽光が輝くためであることが示唆されています。NASAのウェブページから:

「静電力が月面からのダストの放出と大気中のそのダイナミクスに役割を果たすと示唆されてきたが、それがそのように大量にそこに到達する方法を私たちは本当に理解していない。」

月の空に風や降水がないことを考えると、私の質問は次のとおりです。

薄い月の大気に大量のダストが「浮く」原因は何ですか?

回答:


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Geophysical Research Lettersの最近の研究—「空気のない惑星体へのダストの帯電と輸送」(Wang et al。2016)とScienceAlertの記事で報告されたNASAは、月のダストが月面の上に浮上」している理由を説明したようです—ミクロンサイズのダストが紫外(UV)放射またはプラズマとして知られている帯電ガスに曝されたときに何が起こるかを観察する実験室シミュレーション実験を通じて現象を説明します。

これらの実験から、研究者たちは以下のことを観察した:

どちらの場合も、ダスト粒子は表面から数センチ飛びます。

実験結果を以下に示します。

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画像ソース:上にリンクされているScience Alertの記事

したがって、月面では光がこれらの浮遊粒子を介して散乱し、地平線の輝きを生み出すと結論付けることができます。

「浮上」のメカニズムは次のように述べられています。

これは、[ プラズマとUV光との ] 反応により、隣接する粒子間に形成された「マイクロキャビティ」内で電子の放出と再吸収が起こり、予期せぬ大きな電荷と強い反発力が発生する可能性があるためです。

これらの力により、ダスト粒子またはクラスターが表面から浮き上がるか、「浮上」します。

影響は月の地平線の輝きで観察されますが、研究者は、影響が月の表面全体にダストの浮遊をある程度引き起こすと予想しています。

この研究の重要な意味は、NASAの記事「月面上のダスト「フロート」:静電ダスト輸送がエアレス惑星体の表面を再形成する」に次のように述べられています。

実験室の観察では、粉塵の動員の結果として、粉塵の多い表面が滑らかになることもわかりました。これらの静電ダストプロセスは、小惑星エロスと彗星67Pの「ダストポンド」の形成と、土星の氷の衛星アトラスの予想外に滑らかな表面を説明するのに役立ちます。

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