Nowa mapa rozkładu wody na Księżycu

Portal Skyandtelescope donosi o nowych badaniach rozkładu wody na powierzchni Księżyca. Okazuje się, że jej występowanie i ilość jest ściśla uzależniona od szerokości geograficznej.

Nowa mapa rozkładu księżycowej wody ujawnia przede wszystkim jej obecność w pyłowych obszarach i skałach zwanych regolitami. Powstała na bazie danych zebranych przez Moon Mineralogy Mapper - instrument NASA umieszczony na pokładzie indyjskiej sondy Chandrayaan-1 badającej Srebrny Glob w latach 2008 - 2009. Obserwował on powierzchnię Księżyca w bliskiej podczerwieni, którą silnie pochłania tamtejszy pył. Ujawniono w tej sposób charakterystyczne linie absorpcyjne wskazujące na obecność cząsteczek wody oraz grupy hydroksylowej (OH).

Mapa pokazuje, że na Księżycu najwięcej wody znajduje się na wyższych szerokościach geograficznych. Stężenia maksymalne wynoszą tam około 500 części na milion (jednostki ppm) dla półkuli południowej i 700 ppm dla północnej. W praktyce oznacza to jednak, że zasoby księżycowej wody są naprawdę niewielkie: aby uzyskać jej około pół litra, trzeba byłoby przetworzyć około tonę tamtejszych skał.

Obrazek: rozkład wody na Księżycu wykonany na podstawie danych zebranych przez instrument Moon Mineralogy Mapper (sonda Chandrayaan-1) i nałożony na dokładną mapę terenu z sondy Lunar Reconnaissance Orbiter. Absorpcja cząsteczek wody jest mierzona na bazie widma podczerwonego. Żółte punkty to miejsca lądowania statków z serii Apollo. Źródło: Milliken lab / Brown University.

Poza zależnością od szerokości geograficznej woda na Księżycu jest rozłożona mniej więcej równomiernie. W pewnych obszarach jest jej nieco więcej, może się to jednak wiązać po prostu z aktywnością wulkaniczną, która wynosiła na powierzchnię Księżyca wodę zdeponowaną wcześniej w jego wnętrzu. Trzeba również uwzględnić to, że wyniki prezentują jedynie badania wody obecnej w księżycowym pyle. Nie ma tu informacji na temat jej obecności w miejscach zacienionych (takich jak dna kraterów), ponieważ instrument Moon Mineralogy Mapper bada jedynie odbite od powierzchni gruntu Księżyca promieniowanie. Naukowcy sądzą jednak, że w biegunowych kraterach księżyca mogą dodatkowo skrywać się obszary zamarzniętego lodu.

Sonda Chandrayaan-1 zwykle obserwowała Księżyc o tej samej porze dnia. Mimo to dostrzeżono również niewielkie wahania zawartości wody w jego obszarach pokrytych pyłem podczas różnych faz dnia księżycowego. Rankiem i po południu wody było tam nieco więcej niż w południe. Wciąż nie wiadomo też, skąd bierze się ta woda - i jaki proces powoduje, że jest jej dużo mniej na niewielkich szerokościach geograficznych. Jako jedną z możliwych przyczyn autorzy oryginalnej pracy naukowej podają działanie wiatru słonecznego. Jego naładowane cząstki (głównie protony) docierając do Księżyca oddziaływują z minerałami zawierającymi atomy tlenu, tworząc ostatecznie cząsteczki H2O i OH. Wiatr słoneczny może też jednak niszczyć powstałe w ten sposób cząsteczki wody, a jego energie są przy tym znacznie wyższe na dużych szerokościach geograficznych.

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: Sky and Telescope, Science Advances

Zdjęcie: porównanie mapy rozkładu księżycowej wody uzyskanego na podstawie obserwacji instrumentem Moon Mineralogy Mapper (M3) sondy Chandrayaan-1 z wcześniej zaobserwowanym rozkładem krystalicznego plagioklazu w rejonie mórz Mare Crisium i Mare Nectaris. Źródło: Science Advances,  13 Sep 2017