சந்திரனின் வளிமண்டலம்: அயனோஸ்பியர் அதிக பிளாஸ்மா அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளது  

அம்மாவைப் பற்றிய மிக அழகான விஷயங்களில் ஒன்று பூமியின் ஒரு இருப்பு வளிமண்டலத்தில். சுற்றிலும் இருந்து பூமியை முழுவதுமாகத் தழுவும் உயிர்ப்பான காற்றுத் தாள் இல்லாமல் பூமியில் வாழ்க்கை சாத்தியமில்லை. புவியியல் காலங்களில் வளிமண்டலத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டத்தில், பூமியின் மேலோட்டத்தில் உள்ள இரசாயன எதிர்வினைகள் வாயுக்களின் முக்கிய ஆதாரமாக இருந்தன. இருப்பினும், வாழ்க்கையின் பரிணாம வளர்ச்சியுடன், உயிருடன் தொடர்புடைய உயிர்வேதியியல் செயல்முறைகள் தற்போதைய வாயு சமநிலையை எடுத்து பராமரிக்கின்றன. பூமியின் உட்புறத்தில் உருகிய உலோகங்களின் ஓட்டத்திற்கு நன்றி, இது பூமியின் காந்தப்புலத்திற்கு காரணமாகிறது, இது பெரும்பாலான அயனியாக்கும் சூரியக் காற்றுகளை (மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் தொடர்ச்சியான ஸ்ட்ரீம், அதாவது சூரிய வளிமண்டலத்திலிருந்து உருவாகும் பிளாஸ்மா) பூமியிலிருந்து விலகிச் செல்ல காரணமாகிறது. வளிமண்டலத்தின் மேல் அடுக்கு மீதமுள்ள அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சை உறிஞ்சி, அயனியாக்கம் ஆகிறது (எனவே அயனோஸ்பியர் என்று அழைக்கப்படுகிறது).  

பூமியின் இயற்கை துணைக்கோளான சந்திரனுக்கு வளிமண்டலம் உள்ளதா?  

பூமியில் நாம் அனுபவிக்கும் வளிமண்டலம் சந்திரனில் இல்லை. அதன் ஈர்ப்பு புலம் பூமியை விட பலவீனமானது; பூமியின் மேற்பரப்பில் தப்பிக்கும் வேகம் சுமார் 11.2 கிமீ/வினாடி (காற்று எதிர்ப்பு புறக்கணிக்கப்பட்டது) இருக்கும் போது, ​​சந்திரனின் மேற்பரப்பில் அது வெறும் 2.4 கிமீ/செக் ஆகும், இது சந்திரனில் உள்ள ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறுகளின் வேர் சராசரி சதுரம் (ஆர்எம்எஸ்) வேகத்தை விட மிகக் குறைவு. இதன் விளைவாக, பெரும்பாலான ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறுகள் வெளியேறுகின்றன விண்வெளி மேலும் சந்திரனால் அதைச் சுற்றி குறிப்பிடத்தக்க வாயுக்களைத் தக்கவைக்க முடியவில்லை. இருப்பினும், சந்திரனுக்கு வளிமண்டலம் இல்லை என்று இது அர்த்தப்படுத்துவதில்லை. சந்திரனுக்கு வளிமண்டலம் உள்ளது, ஆனால் அது மிகவும் மெல்லியதாக இருப்பதால், நிலவின் மேற்பரப்பில் ஒரு வெற்றிட நிலை நிலவுகிறது. சந்திரனின் வளிமண்டலம் மிகவும் மெல்லியதாக உள்ளது: பூமியின் வளிமண்டலத்தை விட சுமார் 10 டிரில்லியன் மடங்கு மெல்லியதாக உள்ளது. நிலவின் வளிமண்டலத்தின் அடர்த்தி பூமியின் வளிமண்டலத்தின் வெளிப்புற விளிம்புகளின் அடர்த்திக்கு இணையாக உள்ளது¹. இந்தச் சூழலில்தான் சந்திரனுக்கு வளிமண்டலம் இல்லை என்று பலர் வாதிடுகின்றனர்.  

தி சந்திர மனிதகுலத்தின் எதிர்காலத்திற்கு வளிமண்டலம் முக்கியமானது. எனவே கடந்த 75 ஆண்டுகளாக தொடர் ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகின்றன.  

நாசாஅப்போலோ மிஷன் முதன்முதலில் கண்டறியப்பட்டபோது குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பைச் செய்தது சந்திர வளிமண்டலத்தில்⁴. சந்திர அப்பல்லோ 17 இன் வளிமண்டல கலவை பரிசோதனை (LACE) சந்திரனின் மேற்பரப்பில் சிறிய அளவிலான அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் (ஹீலியம், ஆர்கான் மற்றும் நியான், அம்மோனியா, மீத்தேன் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு உட்பட) கண்டறியப்பட்டது.¹. அதைத் தொடர்ந்து, நில அடிப்படையிலான அளவீடுகள் நிலவின் வளிமண்டலத்தில் சோடியம் மற்றும் பொட்டாசியம் நீராவியை உமிழ்வு வரி ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியைப் பயன்படுத்தி கண்டுபிடித்தன.². நிலவில் இருந்து வெளிவரும் உலோக அயனிகளின் கண்டுபிடிப்பு பற்றிய செய்திகளும் உள்ளன கிரகங்களுக்கு இடையேயான விண்வெளி மற்றும் எச்₂ஓ நிலவின் துருவப் பகுதியில் பனி³.  

கடந்த 3 Ga (1 Ga அல்லது giga-annum = 1 பில்லியன் ஆண்டுகள் அல்லது 10⁹ ஆண்டுகள்), சந்திரனின் வளிமண்டலம் குறைந்த அடர்த்தி மேற்பரப்பு எல்லை எக்ஸோஸ்பியர் (SBE) உடன் நிலையானது. அதற்கு முன், நிலவில் கணிசமான எரிமலை செயல்பாட்டின் காரணமாக நிலையற்ற வளிமண்டலத்தில் சந்திரன் மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக இருந்தது.⁴.

அளவீடுகளைப் பயன்படுத்தி சமீபத்தில் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வுகள் இஸ்ரோவின் சந்திரன் சுற்றுப் பாதை சந்திரனின் அயனோஸ்பியர் மிக அதிக எலக்ட்ரான் அடர்த்தியைக் கொண்டிருக்கும் என்பதை வெளிப்படுத்துகிறது. தி சந்திர மேற்பரப்பு எலக்ட்ரான் அடர்த்தி 1.2 × 10 ஆக இருக்கலாம்⁵ ஒரு கன செ.மீ.க்கு ஆனால் சூரியக் காற்று அனைத்து பிளாஸ்மாவையும் துடைக்கும் வலிமையான அகற்றும் முகவராக செயல்படுகிறது. கிரகங்களுக்கு இடையேயான நடுத்தர⁵. எவ்வாறாயினும், விழித்திருக்கும் பகுதியில் அதிக எலக்ட்ரான் உள்ளடக்கத்தை அவதானித்தது சுவாரஸ்யமான கண்டுபிடிப்பு ஆகும் (சூரியக் காற்றை எதிர்க்கும் திசையில் சூரியக் காற்றில் ஏற்படும் இடையூறுகளின் பகுதி). சூரியக் கதிர்வீச்சோ அல்லது சூரியக் காற்றோ இந்தப் பகுதியில் இருக்கும் நடுநிலைத் துகள்களுடன் நேரடியாகத் தொடர்பு கொள்ளாத காரணத்தால், இது பகல்நேர திசையை விட பெரியதாக இருந்தது.⁶. விழித்திருக்கும் பகுதியில் ஆதிக்கம் செலுத்தும் அயனிகள் Ar என்று ஆய்வு காட்டுகிறது^+, மற்றும் Ne⁺ மூலக்கூறு அயனிகளை விட ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட ஆயுளைக் கொண்டவை (CO₂^+, மற்றும் எச்₂O⁺ ) மற்ற பிராந்தியங்களில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. அவர்களின் உயர்ந்த வாழ்நாள் காரணமாக, ஆர்⁺ மற்றும் Ne⁺ மூலக்கூறு அயனிகள் மீண்டும் ஒன்றிணைந்து மறைந்துவிடும் போது அயனிகள் விழித்திருக்கும் பகுதியில் உயிர்வாழ்கின்றன. அதிக எலக்ட்ரான் அடர்த்தியும் அருகில் காணப்பட்டது சந்திர சூரிய மாற்றம் காலங்களில் துருவப் பகுதிகள்^5,6. 

நாசாவின் ஆர்ட்டெமிஸ் மிஷன் டு தி மூன் ஆர்ட்டெமிஸ் பேஸ் கேம்ப் அமைக்க திட்டமிட்டுள்ளது சந்திர மேற்பரப்பு மற்றும் நுழைவாயில் சந்திர வட்ட பாதையில் சுற்றி. இது மிகவும் விரிவான மற்றும் நேரடி ஆய்வுக்கு நிச்சயமாக உதவும் சந்திர வளிமண்டலத்தில்⁷.  

*** 

குறிப்புகள்:  

1. நாசா 2013. நிலவில் வளிமண்டலம் உள்ளதா? ஆன்லைனில் கிடைக்கும் https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.  

2. பாட்டர் AE மற்றும் மோர்கன் TH 1988. நிலவின் வளிமண்டலத்தில் சோடியம் மற்றும் பொட்டாசியம் நீராவி கண்டுபிடிப்பு. அறிவியல் 5 ஆகஸ்ட் 1988 தொகுதி 241, வெளியீடு 4866 பக். 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67 

3. ஸ்டெர்ன் SA 1999. சந்திர வளிமண்டலம்: வரலாறு, நிலை, தற்போதைய சிக்கல்கள் மற்றும் சூழல். புவி இயற்பியலின் விமர்சனங்கள். முதலில் வெளியிடப்பட்டது: 01 நவம்பர் 1999. தொகுதி 37, வெளியீடு 4 நவம்பர் 1999. பக்கங்கள் 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005 

4. Needham DH மற்றும் Kringab DA 2017. சந்திர எரிமலை பண்டைய நிலவைச் சுற்றி ஒரு நிலையற்ற வளிமண்டலத்தை உருவாக்கியது. பூமி மற்றும் கிரக அறிவியல் கடிதங்கள். தொகுதி 478, 15 நவம்பர் 2017, பக்கங்கள் 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002  

5. அம்பிலி கேஎம் மற்றும் சௌத்ரி ஆர்கே 2021. சந்திர அயனி மண்டலத்தில் உள்ள அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் முப்பரிமாண விநியோகம் ஒளி வேதியியல் எதிர்வினைகளிலிருந்து உருவானது. ராயல் வானியல் சங்கத்தின் மாதாந்திர அறிவிப்புகள், தொகுதி 510, வெளியீடு 3, மார்ச் 2022, பக்கங்கள் 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734  

6. திரிபாதி கே.ஆர். et al 2022. இரட்டை அலைவரிசையைப் பயன்படுத்தி சந்திர அயனோஸ்பியரின் சிறப்பியல்பு அம்சங்கள் பற்றிய ஆய்வு வானொலி சந்திரயான்-2 ஆர்பிட்டரில் அறிவியல் (DFRS) சோதனை. ராயல் வானியல் சங்கத்தின் மாதாந்திர அறிவிப்புகள்: கடிதங்கள், தொகுதி 515, வெளியீடு 1, செப்டம்பர் 2022, பக்கங்கள் L61-L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058  

7. நாசா 2022. ஆர்ட்டெமிஸ் மிஷன். இல் கிடைக்கும் https://www.nasa.gov/specials/artemis/ 

***