Dzięki należącej do NASA sondzie Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) naukowcy zaobserwowali poruszające się po dziennej stronie Księżyca cząsteczki wody.
Aż do końca ostatniej dekady naukowcy sądzili, że Księżyc jest raczej suchym miejscem, a jedyna woda tam obecna, jest w formie lodu i znajduje się w stale zacienionych kraterach w pobliżu biegunów. Niedawno badacze zidentyfikowali wodę na powierzchni Srebrnego Globu pod postacią cząsteczek znajdujących się w księżycowej glebie – regolicie, warstwie zwietrzałych skał tworzących powierzchnię Księżyca.
Zespół naukowców z Southwest Research Institute (SwRI) w San Antonio w Teksasie do badań wody w regolicie wykorzystał instrument LAMP (Lyman Alpha Mapping Project) znajdujący się na pokładzie sondy LRO. Ku zaskoczeniu badaczy, ta rzadka warstwa molekuł ma tendencję do przemieszczania się w miarę nagrzewania się powierzchni naszego naturalnego satelity.
Wyniki badań zostały opublikowane w „Geophysical Research Letters”.
Dane z orbitera pokazują, że woda jest bardziej powszechna w wyższych szerokościach geograficznych powierzchni naszego naturalnego satelity. Gdy regolit ogrzewany przez promienie słoneczne osiąga swoje najwyższe temperatury, cząsteczki wody uwalniają się i migrują w kierunku chłodniejszych regionów.
- To ważne wyniki dotyczące księżycowej wody, zwłaszcza biorąc pod uwagę program kosmiczny naszego kraju, który zaczyna koncentrować się na eksploracji Księżyca - powiedział dr Kurt Rutherford z SwRI, główny badacz instrumentu LAMP. - Niedawno przekształciliśmy tryb zbierania danych instrumentu LAMP, by z większą precyzją mierzyć promieniowanie odbite od dziennej strony Księżyca, co pozwoliło nam dokładniej śledzić, gdzie jest woda i ile jej tam jest – dodał.
Cząsteczki wody pozostają ściśle związane z regolitem, dopóki temperatura powierzchni nie osiągnie szczytu, co ma miejsce w okolicy księżycowego południa. Wówczas cząsteczki wody ulegają desorpcji pod wpływem ciepła i mogą migrować w inne, chłodniejsze miejsca, by znów związać się z regolitem lub zasilić rzadką atmosferę Księżyca – egzosferę – dopóki temperatura nie spadnie i cząsteczki nie powrócą na powierzchnię.
Dr Michael Poston z SwRI, obecnie związany z zespołem badaczy LAMP, już wcześniej przeprowadzał obszerne eksperymenty z wodą i próbkami księżycowego regolitu, który dotarł na Ziemię w ramach misji Apollo. Badania ujawniły ilość energii potrzebnej do odczepienia cząsteczek wody z księżycowej materii, pomagając naukowcom zrozumieć, w jaki sposób woda wiąże się z materią na powierzchni Srebrnego Globu.
- Nawodnienie Księżyca jest trudne do zmierzenia z orbity, ze względu na złożony sposób, w jaki światło odbija się od jego powierzchni. Wcześniejsze badania wskazały na pewne ilości cząsteczek wody, które były zbyt duże, aby wyjaśnić je przy pomocy znanych procesów fizycznych. Jestem podekscytowany ostatnimi wynikami badań, ponieważ ilość interpretowanej tutaj wody jest zgodna z tym, co wskazują pomiary laboratoryjne. Potrzeba więcej pracy, aby w pełni uwzględnić złożoność powierzchni Księżyca, ale obecne wyniki pokazują, że warto poświęcić temu czas – powiedział Poston.
Naukowcy postawili hipotezę, że to jony wodoru pochodzące z wiatru słonecznego, oddziałując z tlenem znajdującym się w tlenku żelaza, który z kolej znajduje się w księżycowym regolicie, mogą być źródłem większości wód powierzchniowych naszego naturalnego satelity. Mając to na uwadze, kiedy Księżyc przechodzi za Ziemię i jest osłonięty od wiatru słonecznego, ilość wody powinna zasadniczo się zmniejszać. Jednak dane z LAMP wskazują, że ilość ta nie zmniejsza się, gdy Księżyc jest osłonięty przez Ziemię, a badany obszar znajduje się pod wpływem pola magnetycznego Ziemi, co sugeruje, że woda gromadzi się z czasem na powierzchni, a nie „opada” na nią bezpośrednio z wiatru słonecznego.
- Wyniki te pomagają zrozumieć cykl wody na Księżycu i ostatecznie pozwalają nam dowiedzieć się nieco więcej na temat dostępność wody na naszym naturalnym satelicie, która może być wykorzystana przez astronautów w przyszłych misjach - powiedziała Amanda Hendrix z Planetary Science Institute, główna autorka publikacji. - Woda na Księżycu może uczynić przyszłe misje załogowe bardziej zrównoważonymi i przystępnymi cenowo. Woda może być także potencjalnie wykorzystana do produkcji paliwa lub do ochrony przed promieniowaniem. Jeśli nie trzeba zabierać jej z Ziemi, przyszłe misje na Księżyc będą znacznie tańsze – dodała.
Źródło: Southwest Research Institute, fot. NASA's Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio
