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月球周围永久的、不对称的尘埃云

自然体积522，页面324 - 326 (2015）引用本文

主题

摘要

行星际尘埃粒子撞击太阳系中没有空气的物体表面，产生带电物质1和中性2气体云，以及二次喷射尘埃颗粒3.．形成尘埃外逸层的引力束缚的喷射云是由原位环绕木星冰冷卫星的尘埃仪器4和土星5，但迄今为止尚未在具有难熔风化层表面的天体附近观测到。阿波罗15号和17号在高空对“地平线辉光”的观测表明，在月球终点附近可能存在高密度的小尘埃颗粒6，7虽然后来的轨道观测8，9得出了这种粒子丰度的上限，约为10倍4低于产生阿波罗实验结果所需的水平。在这里，我们报告了在月球周围观测到的永久的、不对称的尘埃云，这是由高速彗星尘埃颗粒在偏心轨道上的影响引起的，而不是来自小行星的粒子沿着近圆形的路径以较低的速度撞击月球。在每年的流星雨期间，特别是双子座流星雨期间，月球喷出云的密度会增加，因为月球表面暴露在同样的星际尘埃粒子流中。我们期望所有没有空气的行星物体都沉浸在类似的薄薄的尘埃云中。

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图1:整个任务的影响率。
图2:电荷和质量分布的斜率。
图3:月尘密度分布。
图4:LDEX电流测量。

参考文献

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    谷歌学者

下载参考

确认

LADEE/LDEX项目得到了NASA的支持。在美国宇航局太阳系探索研究虚拟研究所(SSERVI)的支持下，科罗拉多大学的尘埃加速器设施进行了测试和校准。我们感谢大气与空间物理实验室(LASP)的工程和技术支持，特别是M. Lankton(项目经理)、S. Gagnard和D. garight(任务操作)和D. James(校准)。

作者信息

作者及隶属关系

  1. 科罗拉多大学大气与空间物理实验室，博尔德80303，美国科罗拉多州

    M. Horányi, J. R. Szalay, S. Kempf, E. Grün & Z. Sternovsky

  2. 科罗拉多大学物理系，博尔德80309，美国科罗拉多州

    M. Horányi, J. R. Szalay & S. Kempf

  3. 美国科罗拉多大学等离子体、大气和宇宙尘埃建模研究所(IMPACT)，博尔德，80303，美国科罗拉多州

    M. Horányi, J. R. Szalay, S. Kempf, E. Grün & Z. Sternovsky

  4. 天文和空间物理，奥卢大学，奥卢，FI-90014，芬兰

    j·施密特

  5. 马克斯-普朗克研究所für克恩physik，海德堡，D-69117，德国

    大肠Grun

  6. 研究所für劳姆法特系统，Universität斯图加特，巴登劳姆法特中心Württemberg，斯图加特，70569，德国

    r . Srama

  7. 航空航天工程科学，科罗拉多大学，博尔德，80309，美国科罗拉多州

    z Sternovsky

作者
  1. m . Horanyi
    查看作者出版物

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  2. J. R. Szalay
    查看作者出版物

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  3. 美国Kempf
    查看作者出版物

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  4. j·施密特
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  5. 大肠Grun
    查看作者出版物

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  6. r . Srama
    查看作者出版物

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  7. z Sternovsky
    查看作者出版物

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贡献

M.H.是仪器的首席研究员，指导数据分析，并主要负责撰写本文。J.R.S.开发了数据分析软件。S.K.负责仪器的校准和数据分析。J.S.负责建模工作。E.G.和R.S.对数据的分析和解释做出了贡献。Z.S.设计了该仪器并参与了数据分析。

相应的作者

对应到m . Horanyi．

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有相互竞争的经济利益。

扩展的数据图形和表格

扩展数据图1检测几何图形。

速度粒子v敏感区域的探测器是否有记录一个．探测器区域的表面法线指向航天器的速度矢量vsc．粒子以一个角度进入仪器ω测量仪器的视距和粒子的相对速度矢量之间的距离vsc−v．

图2系统逼近误差及其对弹射参数的依赖。

一个中列出的一组标准参数的计算密度扩展数据表1对于喷射云模型12作为高度函数(黑线)归一化为产量N+．用重新计算密度n＝γ/ (Avsc)(红线)，本文采用的方法从测量的撞击率推断粉尘密度γ，表明在100公里以下时，低估了<20%。b，“真实”模型密度与海拔高度重新计算密度之比的等高线图h= 50公里，作为喷射物羽流开口锥角的函数ψ0幂律初速分布的指数µ，适当设置最低速度u0，同时保持最大速度恒定在2v逃避，使喷出物粒子的总动能保持恒定。

扩展数据图3观测云和模拟云特性的比较

一个、粉尘密度n（h)，以高度和大小(颜色比例尺)为函数。连续的黑线表示模型预测12使用中列出的最佳拟合参数扩展数据表1．b，月球外逸层中的累积尘埃质量。连续的蓝线显示喷射物模型预测(扩展数据表1）.c，初始归一化垂直速度分布f（u)由n（h)节约能源。连续线表示f（u）∝u−3.4±0.1与的数据相匹配u≥400m s−1(高度h≈50公里)。误差条的计算是通过传播误差通过各种计算，其中N是检测到的粉尘撞击的数量。

扩展数据图4模拟月球赤道平面的通量和大规模生产。

一个，行星际尘埃粒子的计算通量F小鬼到达月球赤道区域作为一个函数lt而且t(以颜色表示每月平均数)。b，量产率，式(9)，利用地球附近行星际尘埃粒子的空间和速度分布模型计算16，与观测到的不对称尘埃云相一致。

扩展数据表1理论喷射云模型参数12飞往月球
全尺寸表

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权利和权限

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引用本文

Horányi, M.， Szalay, J.， Kempf, S。et al。月球周围永久的、不对称的尘埃云。自然522， 324-326(2015)。https://doi.org/10.1038/nature14479

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  • DOI：https://doi.org/10.1038/nature14479

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