NASA підтвердила утворення води на Місяці

Експеримент NASA підтвердив багаторічну гіпотезу про те, що сонячний вітер може бути джерелом компонентів для утворення води на поверхні Місяця.

Науковці з 1960-х років припускали таку можливість, але лише нещодавно отримали переконливі докази. Дослідники під керівництвом Лі Ся Йо з Центру космічних польотів ім. Годдарда змоделювали цей процес у лабораторних умовах. Результати дослідження були опубліковані 17 березня в журналі JGR Planets. Це відкриття має ключове значення для майбутніх місій “Артеміда” на південний полюс Місяця.

Механізм утворення води

Сонячний вітер, що складається переважно з протонів, постійно рухається від Сонця зі швидкістю понад 1,6 мільйона кілометрів на годину. На відміну від Землі, Місяць не має магнітного поля чи атмосфери для захисту від цих частинок. Коли протони потрапляють на місячну поверхню, вони взаємодіють з електронами місячного реголіту (“пилуватий та кам’янистий матеріал на поверхні Місяця”).

Після рекомбінації з електронами протони перетворюються на атоми водню. Ці атоми можуть мігрувати поверхнею Місяця та з’єднуватися з атомами кисню в мінералах. Врешті-решт утворюються молекули гідроксилу (OH) та води (H?O).

“Захоплююче те, що, маючи лише місячний ґрунт і основний інгредієнт від Сонця, яке завжди випльовує водень, є можливість створити воду,” – зазначає Лі Ся Йо. “Це неймовірно, якщо подумати про це,” – додає вона.

Експериментальне підтвердження

Попередні вимірювання космічних апаратів вже свідчили про роль сонячного вітру. Важливий доказ – добовий цикл водного сигналу на поверхні Місяця. Зранку сигнал сильніший, потім слабшає через нагрівання поверхні. Вночі, коли поверхня охолоджується, сигнал знову зростає.

Для підтвердження цієї гіпотези Йо та її колега Джейсон Маклейн розробили спеціальний апарат. Він містив три основні компоненти: пристрій для дослідження сонячних частинок, вакуумну камеру та детектор молекул. Цей інноваційний підхід дозволив уникнути забруднення зразків водою з повітря.

“Знадобилося багато часу і багато ітерацій, щоб спроектувати компоненти приладу і помістити їх всередину,” – пояснює Маклейн. “Але воно того варте, тому що, усунувши всі можливі джерела забруднення, ми дізналися, що ця десятиліттями існуюча ідея про сонячний вітер виявляється правдивою.”

Методологія та результати

Дослідники використали пил із двох зразків, зібраних астронавтами місії “Аполлон-17” у 1972 році. Спочатку зразки були термічно оброблені для видалення можливої вологи. Потім вчені використали мініатюрний прискорювач частинок для бомбардування пилу імітованим сонячним вітром.

Експеримент тривав кілька днів, що відповідає приблизно 80 000 років на Місяці з огляду на високу концентрацію частинок. Команда використовувала спектрометр для вимірювання відбитого світла. Результати чітко показали зниження світлового сигналу в інфрачервоному діапазоні близько 3 мікрон.

Хоча дослідники не можуть з повною впевненістю стверджувати, що утворилися саме молекули води, форма спектральної кривої вказує на утворення як гідроксилу, так і води. Такі результати підтверджують багаторічні припущення про вплив сонячного вітру на формування води на Місяці.