Если бы у Луны все еще было магнитное поле, как долго можно было бы удерживать атмосферу?

Я дам немного другой ответ: скорость убегания на поверхности нашей Луны составляет около 2,38 км/с. Согласно этой статье , как правило, атмосфера может просуществовать 4,5 миллиарда лет, если средняя скорость ее молекул ниже 1/6 скорости убегания планеты/луны. Применительно к нашей Луне это 2380 м/с / 6 = 396,67 м/с.

Углекислый газ имеет молекулярную массу 44u. Следовательно, соответствующая температура для средней скорости молекул двуокиси углерода равна

$$\mbox{temperature}=(v_{\mbox{gas}}/157)^2 \cdot \mbox{molecule mass}\mbox=(396.67/157)^2\cdot 44\mbox{ K}=280.87\mbox{ K}.$$ Средняя температура поверхности Луны на экваторе составляет около 220 К. Это намного ниже разрешенных 280,87 К. Согласно этим упрощенным предположениям, атмосфера из углекислого газа могла существовать 4,5 миллиарда лет.

При ближайшем рассмотрении атмосферы оказывается, что более высокие слои термосферы и экзосферы могут достигать температуры более 1000 К. Даже углекислый газ может уйти с Луны при такой температуре с течением времени: Средняя скорость молекул углекислого газа при 1000 К есть

$$157\cdot \sqrt{\frac{1000}{44}}\mbox{ m/s}= 748.5\mbox{ m/s}.$$

Это приводит к тому, что параметр выхода Jeans равен

$$\lambda_0=\left(\frac{v_{\mbox{esc}}}{v_{\mbox{gas}}}\right)^2 =\left(\frac{2380}{748.5}\right)^2= 10.1,$$ в результате скорость побега составляет около $10^{-4}$относительно свободномолекулярного потока.

Исходя из этого, еще не просто рассчитать период времени, в течение которого Луна потеряет атмосферу углекислого газа, поскольку это функция зависящей от высоты температурной кривой атмосферы. Но по крайней мере ясно, что Луна не потеряет атмосферу углекислого газа внезапно, так как это, вероятно, только для$\lambda_0 < 3$.

Ваш вопрос можно интерпретировать двояко: достаточно ли сильного магнитного поля, чтобы удержать атмосферу на месте, или может ли магнитное поле обеспечить достаточную защиту для удержания атмосферы.

Во-первых, магнитного поля никогда не может быть достаточно, чтобы удерживать атмосферу на теле.

Во-вторых, магнитное поле предотвратило бы сильное облучение и сдувание атмосферы, но гравитация Луны слишком мала.