Skrajne wahania termiczne wywołują asymetryczną zasłonę pyłową wokół Księżyca – nowe odkrycia

Naukowcy planetarni rzucili światło na dynamiczny proces, który kształtuje bezpośrednie otoczenie Księżyca: powstawanie asymetrycznej chmury pyłu otaczającej ten naturalny satelitę. Nowe badanie, opublikowane w prestiżowym „Journal of Geophysical Research: Planets”, jednoznacznie przypisuje ten nierównomierny rozkład unoszącego się pyłu księżycowego drastycznemu kontrastowi termicznemu panującemu między półkulą oświetloną Słońcem a tą pozostającą w cieniu. Co istotne, największe stężenie pyłu zaobserwowano po stronie stale zwróconej ku naszej gwieździe.

Powierzchnia Księżyca pokryta jest warstwą drobnego regolitu, który jest nieustannie wzburzany przez codzienne uderzenia mikrometeoroidów. Chociaż wcześniejsze hipotezy sugerowały, że nierównomierność tej pyłowej otoczki może być związana ze ścieżkami uderzeń konkretnych rojów meteoroidów trafiających w stronę dzienną, obecne dochodzenie przenosi punkt ciężkości na ekstremalny gradient termiczny panujący na powierzchni. W ciągu dnia temperatury osiągają wartości znacznie przewyższające ziemskie, podczas gdy nocą spadają do mroźnych minimów – są czterokrotnie niższe niż przeciętna temperatura na Antarktydzie. Ta różnica w skrajnych warunkach termicznych wynosi oszałamiające 285 stopni Celsjusza.

W celu przeprowadzenia symulacji naukowcy zastosowali dwa wyraźne punkty odniesienia temperaturowe, które reprezentowały średnie warunki: 112 stopni Celsjusza dla dnia księżycowego oraz minus 183 stopnie Celsjusza dla nocy. Symulacje te ujawniły kluczową zależność między gęstością powierzchni a wyrzutem pyłu. Uderzenia większych głazów w gęstsze obszary generują znacznie większy pióropusz, co sugeruje, że obserwacja tych formacji pyłowych może posłużyć do mapowania gęstości skorupy Księżyca.

Co najważniejsze, wykazano, że uderzenia meteoroidów po stronie dziennej wyrzucają od 6 do 8 procent więcej cząstek stałych niż te, które mają miejsce po stronie nocnej. To właśnie intensywne ciepło panujące w ciągu księżycowego dnia dostarcza niezbędnej energii do powstania tej asymetrii. Pył wzbudzony w tych ekstremalnych warunkach termicznych posiada wystarczającą energię kinetyczną, aby wznieść się na wysokość orbitalną, rozciągającą się na kilka kilometrów nad powierzchnią. To zjawisko jest bezpośrednią przyczyną obserwowanego nadmiaru pyłu po stronie zwróconej ku Słońcu.

Odkrycie to stanowi nowy sposób postrzegania dynamiki powierzchni Księżyca i ma poważne konsekwencje dla przyszłych przedsięwzięć poza Ziemią. Zrozumienie mechaniki działania tej chmury pyłowej jest obecnie uznawane za niezbędny krok w celu zapewnienia długoterminowej rentowności operacji prowadzonych w przestrzeni cislunarnej. Ciągłe wzajemne oddziaływanie energii słonecznej i materiału powierzchniowego narzuca poważne wyzwania operacyjne dla każdego statku kosmicznego przemieszczającego się wokół Księżyca lub po jego orbicie.

W kontekście tych wyzwań, kluczowa staje się proaktywna współpraca międzynarodowa. Przykładem tego jest inicjatywa Chin, które rozpoczęły rozmowy z agencją NASA w celu ustanowienia wspólnych protokołów mających na celu łagodzenie potencjalnych zagrożeń związanych z kosmicznymi śmieciami orbitalnymi, będącymi wynikiem tych interakcji powierzchniowych. Podkreśla to potrzebę zjednoczonego zarządzania wspólną domeną kosmiczną i odpowiedzialnego podejścia do eksploracji kosmosu.