Biến động nhiệt cực đoan tạo ra màn bụi Mặt Trăng bất đối xứng, nghiên cứu mới phát hiện

Các nhà khoa học hành tinh vừa vén màn một quá trình năng động đang định hình môi trường xung quanh Mặt Trăng: sự hình thành của một màn bụi không đối xứng bao phủ thiên thể này. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí *Journal of Geophysical Research: Planets* đã chỉ ra rằng sự phân bố không đồng đều của lớp bụi Mặt Trăng này xuất phát trực tiếp từ sự tương phản nhiệt độ gay gắt giữa bán cầu được chiếu sáng và bán cầu bị che khuất của Mặt Trăng. Đáng chú ý, bụi tập trung nhiều hơn ở phía luôn hướng về phía Mặt Trời.

Bề mặt Mặt Trăng được bao phủ bởi một lớp vật chất mịn gọi là regolith, liên tục bị khuấy động bởi sự bắn phá hàng ngày của các vi thiên thạch. Trước đây, nhiều giả thuyết cho rằng sự bất đối xứng của màn bụi này có liên quan đến đường đi va chạm của các luồng thiên thạch cụ thể tấn công vào ban ngày. Tuy nhiên, cuộc điều tra hiện tại lại chuyển trọng tâm sang sự chênh lệch nhiệt độ đáng kinh ngạc trên địa hình Mặt Trăng.

Nhiệt độ ban ngày trên Mặt Trăng tăng vọt, vượt xa những gì chúng ta trải nghiệm trên Trái Đất, trong khi đó, mặt ban đêm lại chìm sâu vào mức lạnh giá, lạnh hơn gấp bốn lần so với nhiệt độ trung bình ở Nam Cực. Sự khác biệt này tạo ra một biến thiên nhiệt độ kinh ngạc lên tới 285 độ C giữa hai thái cực.

Các nhà khoa học đã xây dựng mô hình sự rơi của vi thiên thạch bằng cách sử dụng hai mốc nhiệt độ riêng biệt: 112 độ C cho ban ngày Mặt Trăng và âm 183 độ C cho ban đêm, đại diện cho các điều kiện trung bình. Các mô phỏng đã hé lộ mối tương quan quan trọng giữa mật độ bề mặt và sự phóng thích bụi. Va chạm trên các bề mặt dày đặc hơn do các tảng đá lớn tạo ra một cột bụi lớn hơn, cho thấy mật độ vỏ Mặt Trăng có thể được lập bản đồ bằng cách quan sát các hình thái bụi này. Điều quan trọng là, các cú va chạm thiên thạch ở mặt ban ngày được chứng minh là phóng ra lượng vật chất hạt nhiều hơn từ 6 đến 8 phần trăm so với những cú va chạm xảy ra ở mặt ban đêm.

Chính sức nóng dữ dội của ngày Mặt Trăng đã cung cấp năng lượng cần thiết cho sự chênh lệch này. Lượng bụi được tạo ra trong điều kiện cực đoan đó mang đủ động năng để bay lên đến độ cao quỹ đạo, trải dài vài km phía trên bề mặt, từ đó tạo ra sự dư thừa quan sát được ở phía hướng về Mặt Trời. Việc nắm bắt cơ chế của đám mây bụi này hiện được coi là bước đi thiết yếu để đảm bảo tính khả thi lâu dài của các hoạt động trong không gian cislunar (không gian giữa Trái Đất và Mặt Trăng). Sự tương tác liên tục giữa năng lượng mặt trời và vật liệu bề mặt chi phối những thách thức vận hành đối với bất kỳ tàu vũ trụ nào di chuyển hoặc quay quanh Mặt Trăng. Trong một động thái thể hiện sự hợp tác quốc tế chủ động, Trung Quốc đã khởi xướng các cuộc thảo luận với NASA nhằm thiết lập các quy trình giảm thiểu nguy cơ mảnh vỡ quỹ đạo tiềm tàng phát sinh từ những tương tác bề mặt này, nhấn mạnh trách nhiệm chung trong việc quản lý không gian chung.