पासाडेना, कैलिफोर्निया:
नासा के अंतरिक्ष यात्री जो 1960 और 1970 के दशक में चंद्रमा की सतह पर उतरने वाले पहले व्यक्ति बने, उन्होंने चंद्रमा की एक ऐसी विशेषता की भी खोज की जो पहले अज्ञात थी – इसका एक वायुमंडल है, हालांकि यह काफी कमजोर है। उन्होंने जो मिट्टी के नमूने निकाले हैं, उनसे अब इस वायुमंडल को चलाने वाली मुख्य भौतिक प्रक्रिया का पता चल रहा है।
पांच अपोलो मिशनों से प्राप्त नौ सूक्ष्म मिट्टी के नमूनों में दो तत्वों – पोटेशियम और रुबिडियम – के कौन से रूप मौजूद थे, इसका विश्लेषण करके शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि चंद्रमा का वायुमंडल मुख्य रूप से चंद्रमा की सतह पर गिरने वाले बड़े और छोटे उल्कापिंडों के प्रभाव से निर्मित और कायम है।
“उल्कापिंड के प्रभाव से 2,000-6,000 डिग्री सेल्सियस (3,600-10,800 डिग्री फ़ारेनहाइट) तक का उच्च तापमान उत्पन्न होता है। ये अत्यधिक तापमान चंद्र सतह पर चट्टानों को पिघलाते हैं और वाष्पीकृत करते हैं, ठीक उसी तरह जैसे गर्मी पानी को वाष्पीकृत करती है, जिससे वायुमंडल में परमाणु निकलते हैं,” मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के ग्रह वैज्ञानिक और ब्रह्मांड रसायनज्ञ निकोल नी, जो शुक्रवार को साइंस एडवांसेज पत्रिका में प्रकाशित अध्ययन के प्रमुख लेखक हैं, ने कहा।
चंद्रमा का वायुमंडल अत्यंत पतला है और तकनीकी रूप से इसे बहिर्मंडल (एक्सोस्फीयर) के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसका अर्थ है कि परमाणु आपस में टकराते नहीं हैं, क्योंकि उनकी संख्या बहुत कम है, जबकि पृथ्वी का वायुमंडल मोटा और स्थिर है।
नी ने कहा, “अपोलो मिशन चन्द्रमा की सतह पर ऐसे उपकरण ले गया था, जिन्होंने हवा में परमाणुओं का पता लगाया।”
2013 में, नासा ने चंद्रमा के वायुमंडल और सतह के वातावरण का अध्ययन करने के लिए रोबोटिक LADEE (लूनर एटमॉस्फियर एंड डस्ट एनवायरनमेंट एक्सप्लोरर) अंतरिक्ष यान को चंद्रमा की परिक्रमा करने के लिए भेजा था। इसने दो प्रक्रियाओं की पहचान की, जिन्हें अंतरिक्ष अपक्षय के रूप में जाना जाता है, जो काम कर रही हैं – उल्कापिंड का प्रभाव और एक घटना जिसे सौर वायु स्पटरिंग कहा जाता है।
नी ने कहा, “सौर हवाएं उच्च ऊर्जा वाले आवेशित कणों, मुख्य रूप से प्रोटॉन को अंतरिक्ष में ले जाती हैं। जब ये कण चंद्रमा से टकराते हैं, तो वे अपनी ऊर्जा चंद्र सतह के परमाणुओं में स्थानांतरित कर देते हैं, जिससे वे सतह से बाहर निकल जाते हैं।”
LADEE ने चंद्रमा के वायुमंडल में इन दो प्रक्रियाओं के सापेक्ष योगदान का निर्धारण नहीं किया। नए अध्ययन से पता चला है कि प्रभाव इसकी संरचना के 70% से अधिक के लिए जिम्मेदार हैं, जबकि सौर वायु स्पटरिंग 30% से कम योगदान देता है।
चंद्रमा पर उल्कापिंडों की लगातार बमबारी होती रही है – अपने इतिहास की शुरुआत में बड़े उल्कापिंडों ने चंद्रमा की सतह पर दिखाई देने वाले विशाल गड्ढों को तोड़ दिया और हाल ही में धूल के आकार के माइक्रोमेटेओराइट्स सहित छोटे उल्कापिंडों ने। इन प्रभावों से उभरे कुछ परमाणु अंतरिक्ष में उड़ जाते हैं। बाकी सतह के ऊपर वायुमंडल में लटके रहते हैं, जो नियमित रूप से अधिक उल्कापिंडों के उतरने पर भर जाता है।
चंद्रमा के वायुमंडल में मुख्य रूप से आर्गन, हीलियम और नियॉन के साथ-साथ पोटेशियम और रुबिडियम और संभवतः कम स्तर पर अन्य तत्व मौजूद हैं। यह चंद्रमा की सतह से लगभग 62 मील (100 किमी) की ऊँचाई तक फैला हुआ है। पृथ्वी का वायुमंडल लगभग 6,200 मील (10,000 किमी) तक फैला हुआ है।
चंद्रमा के वायुमंडल में मौजूद वास्तविक परमाणुओं की जांच करने के बजाय, शोधकर्ताओं ने चंद्रमा की मिट्टी, जिसे रेगोलिथ कहा जाता है, का इस्तेमाल प्रॉक्सी के रूप में किया। उन्होंने मिट्टी में पोटेशियम और रुबिडियम के विभिन्न समस्थानिकों के अनुपात की जांच करने के लिए मास स्पेक्ट्रोमीटर नामक उपकरण का इस्तेमाल किया। समस्थानिक एक ही तत्व के परमाणु होते हैं, जिनका द्रव्यमान थोड़ा अलग होता है, क्योंकि न्यूट्रॉन नामक उप-परमाणु कणों की संख्या अलग-अलग होती है।
जर्मनी के मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर सोलर सिस्टम रिसर्च के ग्रह वैज्ञानिक और अध्ययन के सह-लेखक टिमो हॉप ने कहा, “यह इसलिए संभव है क्योंकि चंद्रमा के निर्माण के समय से ही चंद्रमा की सतह की मिट्टी बाह्यमंडल के साथ अंतःक्रिया कर रही है, और विभिन्न प्रक्रियाएं चंद्रमा की मिट्टी की समस्थानिक संरचना पर अलग-अलग छाप छोड़ती हैं।”
पोटेशियम के तीन समस्थानिक और रुबिडियम के दो समस्थानिक मौजूद हैं।
दशकों तक चंद्रमा का अध्ययन करने के बाद भी वैज्ञानिक अभी भी इसकी कुछ बुनियादी प्रक्रियाओं के बारे में सीख रहे हैं।
नी ने कहा, “चंद्रमा के वायुमंडल के बारे में कई महत्वपूर्ण प्रश्न अनुत्तरित हैं। प्रौद्योगिकी में प्रगति के कारण अब हम इनमें से कुछ प्रश्नों का उत्तर देने में सक्षम हैं।” “जब 1970 के दशक में अपोलो के नमूने चंद्रमा से वापस आए थे, तो चंद्रमा की मिट्टी में पोटेशियम और रुबिडियम की समस्थानिक संरचना को मास स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके मापा गया था। हालाँकि, उस समय, कोई समस्थानिक अंतर नहीं देखा गया था। आज के मास स्पेक्ट्रोमीटर बहुत अधिक सटीकता प्रदान करते हैं।”
