Вчені передбачають "сонячну" воду на Місяці

Новий аналіз пилу, витягнутого з Місяця, передбачає, що вода, пов’язана з місячною поверхнею, може мати походження з Сонця. Дослідження опубліковано в PNAS .

Точніше, це могло бути результатом бомбардування іонами водню сонячного вітру, зіткнення з місячною поверхнею, взаємодії з мінеральними оксидами та зв’язування з витісненим киснем. В результаті вода може ховатися в місячному реголіті у значних кількостях у середніх та високих широтах.

Це має значення для нашого розуміння походження та розподілу води на Місяці і може навіть стосуватися нашого розуміння походження води на Землі.

Місяць виглядає як досить суха грудка пилу, але нещодавні дослідження показали, що там набагато більше води, ніж будь-хто підозрював. Очевидно, вона не хлюпоче в озерах та лагунах; вона пов’язаний з місячним реголітом, можливо, ховається як лід у постійно затінених кратерах та ізольована у кульках вулканічного скла.

Це, звичайно, призводить до питань, наприклад, скільки саме там води? Як вона розподіляється? І звідки, чорт забирай, це взялося? На останнє запитання, мабуть, є кілька відповідей.

Деяка кількість могла бути спричинена ударами астероїдів із Землі. Це одне з можливих джерел, однак, навряд чи перше, що спадає на думку, коли уявляєш космічні дощові хмари.

Заради справедливості слід сказати, що Сонце не зовсім випромінює вологу, але його вітер, безумовно, є надійним джерелом високошвидкісних іонів водню. Докази, які включають аналіз місячного бруду від місій Аполлона, раніше підвищували високу ймовірність того, що сонячний вітер відповідає принаймні за деякі інгредієнти води на Місяці.

Тепер група дослідників під керівництвом геохіміків Юйчен Сюй та Хенг-Ці Тянь із Китайської академії наук виявила хімію в зразках, зібраних місією «Чан’є-5», що ще раз підтверджує наявність сонячного джерела місячної води.

Вивчено 17 зерен: 7 олівину, 1 піроксен, 4 плагіоклази та 5 скла. Всі вони були, на відміну від низькоширотних зразків, зібраних Аполлоном на Місяці, з області середніх широт Місяця і зібрані з наймолодшого відомого місячного вулканічного базальту, з сухого базальтового фундаменту.

За допомогою спектроскопії комбінаційного розсіювання світла та енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії вони вивчили хімічний склад облямівки цих зерен — зовнішньої, 100-нанометрової оболонки зерна, найбільш схильної до космічної погоди і, отже, найбільш зміненої порівняно із зерном. 

Більшість цих дисків показали дуже високу концентрацію водню від 1116 до 2516 частин на мільйон та дуже низьке співвідношення ізотопів дейтерію та водню. Ці відносини узгоджуються із співвідношеннями цих елементів, виявленими у сонячному вітрі, що дозволяє припустити, що сонячний вітер врізався у Місяць, залишивши водень на місячній поверхні.

Вони виявили, що вміст води, отриманий із сонячного вітру, присутнього в місці посадки «Чан’е-5», має становити близько 46 частин на мільйон. Це узгоджується з вимірами дистанційного зондування.

Щоб визначити, чи може водень зберігатися в місячних мінералах, дослідники потім провели експерименти з нагрівання деяких з їх зерен. Вони виявили, що після поховання зерна справді можуть утримувати водень.

Нарешті, дослідники провели моделювання збереження водню в місячному ґрунті за різних температур. Це показало, що температура відіграє значну роль в імплантації, міграції та дегазації водню на Місяці. Це означає, що значна кількість води, отриманої від сонячного вітру, може утримуватися в середніх та високих широтах, де температура нижча.

Модель, заснована на цих висновках, передбачає, що полярні райони Місяця можуть бути набагато багатшими за воду, що створюється сонячним вітром, — інформація, яка може бути дуже корисною при плануванні майбутніх місій з дослідження Місяця.

«Полярні місячні ґрунти можуть містити більше води, ніж зразки Чан’є-5», — каже космохімік Янтін Лінь із Китайської академії наук.

«Це відкриття має велике значення для майбутнього використання водних ресурсів на Місяці. Крім того, завдяки сортуванню та нагріванню частинок відносно легко видобувати та використовувати воду, що міститься у місячному ґрунті».

Читайте також: Кумедний світ тварин: фотогалерея від Comedy Wildlife Photography