เรามักจะบอกว่า “ดวงจันทร์” บริวารของเรานั้นไม่มี “ชั้นบรรยากาศ” เหมือนกับโลก แต่จากการศึกษามากมายในช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมา เราพบว่าดวงจันทร์ก็มีชั้นบรรยากาศเหมือนกัน แต่เป็นชั้นบรรยากาศที่เบาบางมาก ๆ และไม่ได้เหมือนกับชั้นบรรยากาศของโลกอย่างที่เราเข้าใจ

ชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์นั้นแตกต่างจากชั้นบรรยากาศของโลก มันเต็มไปด้วยฝุ่นและเบาบางมากกว่าโลกมาก ๆ ทีมนักวิทยาศาสตร์ค้นพบผ่านการตรวจจับจากยานที่โคจรรอบดวงจันทร์และปรากฏการณ์ขอบดวงจันทร์เรืองแสงขึ้นมาจากดวงอาทิตย์ เป็นที่น่าสงสัยว่าชั้นบรรยากาศที่เบาบางของดวงจันทร์สามารถคงอยู่แบบนี้อย่างยาวนานได้อย่างไรและอะไรเติมเต็มชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์มาอย่างต่อเนื่อง

ภาพถ่ายดวงจันทร์จากพื้นโลกที่เรามองเห็นอยู่กันทุกวัน ซึ่งดวงจันทร์นั้นก็มีชั้นบรรยากาศที่เบาบางเป็นของตัวเองซึ่งค้นพบตั้งแต่สมัยโครงการอะพอลโล ที่มา Gregory H. Revera

งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ลงวารสาร Science Advances ในวันที่ 2 สิงหาคม 2024 ที่ผ่านมาได้สรุปว่าชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์นั้นเกิดขึ้นจากการพุ่งชนของอุกกาบาตอย่างต่อเนื่องจนทำให้เกิดการระเหิดของหินที่อยู่บนพื้นผิว

การพุ่งชนของอุกกาบาตขนาดเล็กที่พุ่งชนใส่พื้นผิวของดวงจันทร์อย่างต่อเนื่องนั้นทำให้สารที่อยู่ในหินของดวงจันทร์กลายสภาพเป็นก๊าซ ซึ่งหินของดวงจันทร์นั้นอุดมไปด้วยโพแทสเซียมและรูบิเดียม ซึ่งเป็นธาตุที่ระเหิดได้ง่าย ทำให้การพุ่งชนจากอุกกาบาตขนาดเล็กก็ทำให้สารที่มีธาตุเหล่านี้เป็นองค์ประกอบแตกตัวและระเหิดเป็นไอ

สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดการระเหิดขึ้นและก่อตัวเป็นชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์นั้นมีสองปัจจัย ได้แก่ การพุ่งชนจากอุกกาบาต 70% และลมสุริยะ 30% ซึ่งลมสุริยะนี้ก็สามารถทำให้ธาตุโพแทสเซียมและรูบิเดียมที่อยู่บนหินของดวงจันทร์ระเหิดได้เช่นเดียวกับการพุ่งชนของอุกกาบาต

ภาพวาดจากนักบินอวกาศในภารกิจอะพอลโล 17 ที่วาดถึงปรากฏการณ์แสงกระเจิงที่ขอบฟ้าของดวงจันทร์ ที่มา NASA

ก่อนหน้านี้ตั้งแต่ช่วงยุคอะพอลโลได้มีการค้นพบว่าชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์นั้นมีธาตุและสารประกอบต่าง ๆ มากมาย ไม่ว่าจะเป็น ออกซิเจน ฮีเลียม-4 อาร์กอน-40 มีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ นีออน โซเดียม โพแทสเซียม และสารประกอบอื่น ๆ อีก ซึ่งสำหรับธาตุโซเดียมและโพแทสเซียมที่พบในชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์นั้นไม่พบในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์หินดวงอื่น ๆ ทั้งโลก ดาวศุกร์ และดาวอังคาร นั่นหมายความว่าการเกิดขึ้นของชั้นบรรยากาศดวงจันทร์มีความพิเศษกว่าดาวเคราะห์หินโดยทั่วไป

การค้นพบในครั้งนี้สอดคล้องเรื่อยมากับงานวิจัยต่าง ๆ ที่คาดการณ์ว่าชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์น่าจะเกิดขึ้นจากการพุ่งชนของอุกกาบาตและลมสุริยะ เพราะจากการสังเกตในช่วงที่มีการพุ่งชนชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์จะมีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นมากกว่าช่วงปกติ และในช่วงกลางวันจะมีความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศที่เพิ่มมากขึ้น แต่ในก่อนหน้านี้ยังไม่ทราบถึงปริมาณการเกิดขึ้นของชั้นบรรยากาศจากปัจจัยต่าง ๆ ในปริมาณที่แท้จริง

ภาพถ่ายแสงอาทิตย์ที่กระเจิงในชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ ที่มา NASA

ในงานวิจัยล่าสุดนี้ได้ยอมรับว่างานวิจัยของพวกเขาจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้เลยหากปราศจากการเก็บตัวอย่างหินจากโครงการอะพอลโล 17 ที่เดินทางไปเก็บหินมาจากดวงจันทร์เมื่อกว่า 50 ปีที่ผ่านมา ซึ่งตัวอย่างหินที่ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้รับนั้นช่วยทำให้พวกเขาได้วัดองค์ประกอบของหินที่อยู่บนดวงจันทร์เทียบกับข้อมูลและทฤษฎีที่พวกเขาได้คาดการณ์ไว้และนำมาสู่การสรุปผลของการวิจัยในครั้งนี้

การทราบถึงแหล่งที่มาชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ในครั้งนี้ช่วยทำให้ทราบถึงวิวัฒนาการของดวงจันทร์และระบบสุริยะของเรามากยิ่งขึ้น อีกทั้งยังช่วยทำให้ทราบถึงสภาพแวดล้อมของดวงจันทร์เพื่อเป็นอีกหนึ่งข้อมูลสำหรับการเตรียมความพร้อมของการส่งมนุษย์ไปอยู่อาศัยระยะยาวในโครงการอาร์ทีมิสอีกด้วย

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : science, space

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

“ดวงจันทร์” ก็มี “ชั้นบรรยากาศ” และมันเกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาต