Lód wodny potwierdzony na powierzchni Księżyca

0
Obraz pokazuje rozkład powierzchni lodu na południowym biegunie Księżyca (po lewej) i biegunie północnym (po prawej), wykrytym przez przyrząd NASA Moon Mineralogy Mapper. Kolor niebieski reprezentuje lokalizacje lodu, naniesione na obraz powierzchni księżycowej, gdzie skala szarości odpowiada temperaturze powierzchni (ciemniejsze oznaczają chłodniejsze obszary i jaśniejsze odcienie wskazujące cieplejsze strefy). Lód koncentruje się w najciemniejszych i najzimniejszych miejscach, w cieniu kraterów. Po raz pierwszy naukowcy bezpośrednio obserwowali definitywne ślady lodu wodnego na powierzchni Księżyca. Źródło: NASA

Widzieliśmy ślady złóż lodu na powierzchniach Merkurego i Ceres, ale teraz możemy dodać do klubu znacznie bliższe nam ciało niebieskie. W ostatnich latach wiele było spekulacji i badań odnoszących się do potencjalnej obecności lodu wodnego na powierzchni Księżyca. Jednak brak było ostatecznego dowodu. Do teraz.

Badania opublikowane 20 sierpnia w Proceedings of National Academy of Sciences pokazują, że specyficzne oznaki lodu wodnego istnieją wewnątrz zimnych, ciemnych kraterów w pobliżu biegunów Księżyca – potwierdzając istnienie księżycowego lodu powierzchniowego po raz pierwszy.

Ta historia prawdopodobnie brzmi znajomo, a to dlatego, że nie po raz pierwszy znaleźliśmy cząsteczki wody na Księżycu. Woda została wykryta w 2009 roku, gdy sonda Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) obserwowała księżycowy krater Ceabeus na biegunie południowym. Dane z LCROSS dowiodły, że woda istnieje na Księżycu, ale niekoniecznie na powierzchni Księżyca. Inne instrumenty wykryły obszary dobrze odbijające światło, które przypominają lód powierzchniowy, ale mogły być one również wyjaśnione przez inne zjawiska np. grunt odbijający światło. Wcześniejsze wyniki były więc niejednoznaczne.

Aby w końcu uzyskać pewne twarde dowody, grupa naukowców przeanalizowała dane pochodzące z NASA Moon Mineralogy Mapper (M3), widzialnego i podczerwonego spektrometru, który znajdował się na pokładzie indyjskiej sondy Chandrayaan-1 w latach 2008-2009. M3 był w stanie bezpośrednio mierzyć, w jaki sposób cząsteczki na powierzchni Księżyca absorbują światło podczerwone, które odróżnia lód powierzchniowy od wody ciekłej, wody zawartej w minerałach i wody, która jest ukryta pod powierzchnią. Był również w stanie wykryć specyficzne właściwości odblaskowe, które często są uwalniane przez lód powierzchniowy.

Naukowcy odkryli definitywne interakcje między cząsteczkami i światłem podczerwonym, które wskazują na obecność lodu wodnego na powierzchni Księżyca. Południowy biegun Księżyca wykazał wysokie stężenia lodu w kraterach księżycowych, podczas gdy lód na biegunie północnym jest bardziej rozproszony na powierzchni.

Dlaczego znaleziono lód gromadzący się w pobliżu biegunów, a także w kraterach, nie jest wielką tajemnicą. Głębokie, lodowate kratery są często określane jako „zimne pułapki” – obszary tak zimne, że para wodna w nich zamarza i nie jest w stanie uciec przez znaczny okres czasu, nawet przez miliardy lat. Ze względu na nachylenie i oś rotacji Księżyca, zimne pułapki w pobliżu biegunów są osłonięte przed bezpośrednim nasłonecznieniem (światło słonecznie nigdy nie dociera do tych rejonów) i osiągają nie więcej niż -156 stopni Celsjusza. W porównaniu z maksymalnymi temperaturami na równiku wynoszącymi 126 stopni Celsjusza, zimne, polarne baseny bardziej sprzyjają utrzymaniu wody.

To dobra wiadomość dla przyszłych astronautów. Lód powierzchniowy może być łatwiej dostępny niż lód pod powierzchnią, co może być przydatne w przyszłych misjach załogowych na Księżyc. Ilość lodu na powierzchni jest nieznana, ale jeśli jest go wystarczająco dużo, misje mogą potencjalnie wykorzystać go jako wodę pitną, przekształcić w tlen do oddychania lub użyć jako paliwa rakietowego, zamieniając go w tlen i wodór.

Wiele jeszcze nie wiemy o nowo odkrytym lodzie powierzchniowym, ale dalsze badania mogą nam pomóc zrozumieć, jak się tam dostał i jaka była jego rola w tajemniczej formacji i ewolucji Księżyca.

Źródło: NASA, Astronomy Magazine