自从人类第一次登上月球,就停止了对月球的想象。满目荒凉、毫无生气,没有水,没有大气,没有生命。为什么同样有引力,月球却吸引不了大气,表面是真空的呢?因为月球质量太小了,产生不了足够将气体分子束缚在月球周围的引力。所以月球上几乎没有空气,那为什么它能束缚表面的尘土呢?因为尘土的运动速度远远小于气体分子。
当然,行星表面能否形成大气层不仅与行星的质量有关,跟行星表面的温度也有很大关系,我们都知道气体的速度分布是遵守麦克斯韦分布,有相当一部分气体分子的运动速度非常快,而且相对分子质量越小的气体高速的分子越多,就越容易逃逸,所以地球大气层中氢气和氦气量非常少。
当气体接近行星表层的时候频繁的碰撞使得分子难以逃逸,但是在更高的地方,分子的碰撞很少,速度高于行星逃逸速度(对于月球大概是2.5km/s,很明显很少有尘土会到达这个速度)。而逃逸速度主要跟行星的质量有关,对于地球这个速度是11.2km/s。
那为什么一些其他的质量跟月球接近的卫星(比如说土卫六,质量大约为月球的两倍)表面也有大气层呢,主要是因为土卫六距离太阳的距离更远,表面温度更低,表面的气体分子更不容易逃逸也更不容易被太阳风吹走。