ચંદ્રનું વાતાવરણ: આયોનોસ્ફિયરમાં ઉચ્ચ પ્લાઝ્મા ઘનતા હોય છે  

માતા વિશેની સૌથી સુંદર બાબતોમાંની એક પૃથ્વી ની હાજરી છે વાતાવરણ. પૃથ્વી પર જીવન હવાની જીવંત ચાદર વિના શક્ય ન હોત જે પૃથ્વીને ચારેબાજુથી સંપૂર્ણપણે સ્વીકારે છે. ભૌગોલિક સમયમાં વાતાવરણના ઉત્ક્રાંતિના પ્રારંભિક તબક્કામાં, પૃથ્વીના પોપડાની અંદરની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ વાયુઓના નિર્ણાયક સ્ત્રોત હતા. જો કે, જીવનની ઉત્ક્રાંતિ સાથે, જીવન સાથે સંકળાયેલ બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓએ કબજો મેળવ્યો અને વર્તમાન વાયુ સંતુલન જાળવી રાખ્યું. પૃથ્વીના આંતરિક ભાગમાં પીગળેલા ધાતુઓના પ્રવાહને આભારી છે જે પૃથ્વીથી દૂર મોટાભાગના આયનાઇઝિંગ સૌર પવનો (વિદ્યુત ચાર્જ કણોનો સતત પ્રવાહ જેમ કે સૌર વાતાવરણમાંથી ઉદ્ભવતા પ્લાઝમા) ના વિચલન માટે જવાબદાર પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રને જન્મ આપે છે. વાતાવરણનું સૌથી ઉપરનું સ્તર બાકીના આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગને શોષી લે છે, અને બદલામાં આયનીકરણ થાય છે (તેથી તેને આયનોસ્ફીયર કહેવાય છે).  

શું ચંદ્ર, પૃથ્વીનો કુદરતી ઉપગ્રહ, વાતાવરણ ધરાવે છે?  

પૃથ્વી પર આપણે જે રીતે અનુભવીએ છીએ તે રીતે ચંદ્રનું વાતાવરણ નથી. તેનું ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર પૃથ્વી કરતાં નબળું છે; જ્યારે પૃથ્વીની સપાટી પર એસ્કેપ વેગ લગભગ 11.2 કિમી/સેકન્ડ છે (હવા પ્રતિકાર અવગણવામાં આવે છે), ચંદ્રની સપાટી પર તે માત્ર 2.4 કિમી/સેકંડ છે જે ચંદ્ર પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓના મૂળ સરેરાશ ચોરસ (RMS) વેગ કરતા ઘણો ઓછો છે. પરિણામે, મોટાભાગના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ભાગી જાય છે જગ્યા અને ચંદ્ર તેની આસપાસ વાયુઓની કોઈ નોંધપાત્ર શીટ જાળવી રાખવામાં અસમર્થ છે. જો કે, આનો અર્થ એ નથી કે ચંદ્ર પર કોઈ વાતાવરણ નથી. ચંદ્રનું વાતાવરણ છે પરંતુ તે એટલું પાતળું છે કે ચંદ્રની સપાટી પર નજીકના શૂન્યાવકાશની સ્થિતિ પ્રવર્તે છે. ચંદ્રનું વાતાવરણ અત્યંત પાતળું છે: પૃથ્વીના વાતાવરણ કરતાં લગભગ 10 ટ્રિલિયન ગણું પાતળું છે. ચંદ્રના વાતાવરણની ઘનતા પૃથ્વીના વાતાવરણની સૌથી બહારની કિનારીઓની ઘનતાની બરાબર છે.¹. તે આ સંદર્ભમાં છે કે ઘણા લોકો એવી દલીલ કરે છે કે ચંદ્ર પર કોઈ વાતાવરણ નથી.  

આ ચંદ્ર માનવજાતના ભવિષ્ય માટે વાતાવરણ મહત્વપૂર્ણ છે. તેથી છેલ્લા 75 વર્ષોમાં અભ્યાસની શ્રેણી છે.  

નાસાના એપોલો મિશન જ્યારે પ્રથમ વખત શોધાયું ત્યારે તેણે નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું હતું ચંદ્ર વાતાવરણ⁴. ચંદ્ર Apollo 17 ના વાતાવરણીય રચના પ્રયોગ (LACE) માં ચંદ્રની સપાટી પર સંખ્યાબંધ અણુઓ અને પરમાણુઓ (હિલિયમ, આર્ગોન અને સંભવતઃ નિયોન, એમોનિયા, મિથેન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સહિત)ની થોડી માત્રા મળી આવી હતી.¹. ત્યારપછી, જમીન આધારિત માપણીઓએ એમિશન લાઇન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને ચંદ્રના વાતાવરણમાં સોડિયમ અને પોટેશિયમ વરાળની શોધ કરી.². માં ચંદ્રમાંથી નીકળતા ધાતુના આયનોની શોધ અંગેના અહેવાલો પણ હતા આંતરગ્રહીય જગ્યા અને એચ₂O ચંદ્રના ધ્રુવીય પ્રદેશમાં બરફ³.  

છેલ્લા 3 ગા માટે (1 Ga અથવા ગીગા-વાર્ષિક = 1 અબજ વર્ષ અથવા 10⁹ વર્ષો), ચંદ્રનું વાતાવરણ નીચી ઘનતા સપાટી સીમા એક્ઝોસ્ફિયર (SBE) સાથે સ્થિર છે. તે પહેલાં, ચંદ્ર પર નોંધપાત્ર જ્વાળામુખીની પ્રવૃત્તિને કારણે ક્ષણિક વાતાવરણ હોવા છતાં, ચંદ્ર વધુ અગ્રણી હતું.⁴.

ના માપનો ઉપયોગ કરીને તાજેતરમાં પ્રકાશિત અભ્યાસ ઈસરોનો ચંદ્ર ઓર્બિટર દર્શાવે છે કે ચંદ્રના આયનોસ્ફિયરમાં ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા ખૂબ ઊંચી હોઈ શકે છે. આ ચંદ્ર સપાટી ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા 1.2 × 10 જેટલી ઊંચી હોઈ શકે છે⁵ પ્રતિ ઘન સે.મી. પરંતુ સૌર પવન એક મજબૂત રીમુવલ એજન્ટ તરીકે કામ કરે છે જે તમામ પ્લાઝમાને આંતરગ્રહીય માધ્યમ⁵. જોકે રસપ્રદ શોધ એ વેક રિજન (સૂર્યવિરોધી દિશામાં સૌર પવનમાં પાછળના વિક્ષેપનો પ્રદેશ) માં ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોન સામગ્રીનું અવલોકન હતું. તે દિવસની દિશા કરતાં વધુ મોટું હતું તે હકીકતને ધ્યાનમાં રાખીને કે સૌર કિરણોત્સર્ગ કે સૌર પવન આ પ્રદેશમાં ઉપલબ્ધ તટસ્થ કણો સાથે સીધો સંપર્ક કરતા નથી.⁶. અભ્યાસ દર્શાવે છે કે જાગ્રત પ્રદેશમાં પ્રબળ આયનો Ar છે^+, અને ને⁺ જેનું આયુષ્ય મોલેક્યુલર આયનો (CO₂^+, અને એચ₂O⁺ ) જે અન્ય પ્રદેશોમાં પ્રબળ છે. તેમના ઉચ્ચ જીવનકાળને કારણે, એઆર⁺ અને ને⁺ આયનો જાગૃત પ્રદેશમાં ટકી રહે છે જ્યારે મોલેક્યુલર આયનો ફરીથી સંયોજિત થાય છે અને અદૃશ્ય થઈ જાય છે. ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પણ નજીક મળી આવી હતી ચંદ્ર સૌર સંક્રમણ સમયગાળા દરમિયાન ધ્રુવીય પ્રદેશો^5,6. 

નાસાના ચંદ્ર પર આયોજિત આર્ટેમિસ મિશનનો હેતુ આર્ટેમિસ બેઝ કેમ્પની સ્થાપના કરવાનો છે ચંદ્ર સપાટી અને પ્રવેશદ્વાર ચંદ્ર ભ્રમણકક્ષા. આ ચોક્કસપણે વધુ વિગતવાર અને સીધો અભ્યાસ કરવામાં મદદ કરશે ચંદ્ર વાતાવરણ⁷.  

*** 

સંદર્ભ:  

1. નાસા 2013. શું ચંદ્ર પર કોઈ વાતાવરણ છે? પર ઓનલાઈન ઉપલબ્ધ છે https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.  

2. પોટર એઇ અને મોર્ગન ટીએચ 1988. ચંદ્રના વાતાવરણમાં સોડિયમ અને પોટેશિયમ વરાળની શોધ. સાયન્સ 5 ઓગસ્ટ 1988 વોલ્યુમ 241, અંક 4866 પૃષ્ઠ 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67 

3. સ્ટર્ન એસએ 1999. ચંદ્ર વાતાવરણ: ઇતિહાસ, સ્થિતિ, વર્તમાન સમસ્યાઓ અને સંદર્ભ. જીઓફિઝિક્સની સમીક્ષાઓ. પ્રથમ પ્રકાશિત: 01 નવેમ્બર 1999. વોલ્યુમ 37, અંક 4 નવેમ્બર 1999. પૃષ્ઠ 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005 

4. Needham DH અને Kringab DA 2017. ચંદ્ર જ્વાળામુખી એ પ્રાચીન ચંદ્રની આસપાસ ક્ષણિક વાતાવરણ પેદા કર્યું હતું. પૃથ્વી અને ગ્રહ વિજ્ઞાન પત્રો. વોલ્યુમ 478, 15 નવેમ્બર 2017, પૃષ્ઠ 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002  

5. અંબિલી કેએમ અને ચૌધરી આરકે 2021. ચંદ્ર આયનોસ્ફિયરમાં આયનો અને ઇલેક્ટ્રોનનું ત્રિ-પરિમાણીય વિતરણ ફોટોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી ઉદ્ભવ્યું છે. રોયલ એસ્ટ્રોનોમિકલ સોસાયટીની માસિક સૂચનાઓ, વોલ્યુમ 510, અંક 3, માર્ચ 2022, પૃષ્ઠો 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734  

6. ત્રિપાઠી કેઆર, એટ અલ 2022. દ્વિ આવર્તનનો ઉપયોગ કરીને ચંદ્ર આયનોસ્ફિયરની લાક્ષણિકતા પરનો અભ્યાસ રેડિયો ચંદ્રયાન-2 ઓર્બિટર પર વિજ્ઞાન (DFRS) પ્રયોગ. રોયલ એસ્ટ્રોનોમિકલ સોસાયટીની માસિક સૂચનાઓ: લેટર્સ, વોલ્યુમ 515, અંક 1, સપ્ટેમ્બર 2022, પૃષ્ઠો L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058  

7. નાસા 2022. આર્ટેમિસ મિશન. પર ઉપલબ્ધ છે https://www.nasa.gov/specials/artemis/ 

***