Води на Місяці може бути більше, ніж є в картерах

Вчені припускають, що замерзла вода в кратерах на південному полюсі Місяця – це не вся наявна на нашому природньому супутнику вода, і вона розповсюджується по Місяцю за допомогою метеороїдів.

Про це розповідають в НАСА.

Регіон південного полюсу Місяця є домівкою деяких з найбільш екстремальних середовищ у сонячній системі: немислимо холодний, щільно вкритий кратерами і там є області, які або постійно купаються у сонячному світлі або у темряві. Саме тому NASA хоче відправити туди астронавтів у 2024 році в рамках своєї програми Артеміда.

Найбільш приваблива особливість цього південного регіону – це кратери, деякі з яких ніколи не бачать, як денне світло досягає їх дна. Причиною цього є низький кут падіння сонячного світла на поверхню полюсів. Для людини, якщо б вона стояла на місячному південному полюсі, Сонце з’явилося б на горизонті, освітлюючи поверхню збоку, і, таким чином, проковзало б, перш за все, по краях деяких кратерів, залишаючи їх глибокі нутрощі в тіні.

Апарат НАСА «Місячний орбітальний розвідник» (LRO) вимірює в цих кратерах найнижчі в сонячній системі температури, які є наслідком постійної темряви, і тому відомі як ідеальні умови для збереження матеріалів, таких як вода, впродовж еонів. Принаймні, так думали вчені.

Виявляється, що незважаючи на температуру, яка знижується до -233 градусів за Цельсієм і, ймовірно, може практично завжди утримувати іній в ґрунті, вода повільно виривається з найверхнього, найтонкішого шару (більш тонкого, ніж ширина еритроцита) поверхні Місяця. Вчені НАСА повідомили про це відкриття в недавній статті в журналі «Geophysical Research Letters».

«Люди вважають, що деякі області в цих полярних кратерах просто захопили і утримують воду, і це все», - сказав Вільям М. Фаррелл, фізик плазми з Центру космічних польотів ім. Годдарда в Грінбелтлі (штат Меріленд) який керував дослідженням. «Але є й частинки сонячного вітру та метеороїди, які вдаряють об поверхню, і вони можуть стимулювати реакції, які зазвичай відбуваються при більш високих температурах поверхні. Це те, що не було підкреслено», - додав він.

На відміну від Землі, зі своєю м’якою атмосферою, Місяць не має атмосфери для захисту своєї поверхні. Тому, коли Сонце розпилює в сонячну систему заряджені частинки, відомі як сонячний вітер, деякі з них бомбардують поверхню Місяця і підіймають молекули води, які відскакують до нових місць.

Аналогічним чином, норовливі метеороїди постійно врізаються в поверхню і видовбують ґрунт, змішаний із замороженими шматочками води. Метеороїди можуть віджбурнути ці частинки ґрунту, які у багато разів менші, ніж ширина людського волосся, на відстань до 30 кілометрів від місця удару, залежно від розміру метеороїда. Частинки можуть переміститися так далеко, тому що Місяць має низьку гравітацію і не має повітря, щоб сповільнювати речі: «Отже, кожен раз, коли у вас є один з цих ударів, дуже тонкий шар льодових зерен розповсюджується по всій поверхні, піддаючись дії тепла Сонця і космічного середовища, і в кінцевому підсумку сублімується або втрачається в інших процесах оточуючого середовища», - сказала Дана Херлі, вчений з лабораторії прикладної фізики Університету Джонса Хопкінса в Лорелі, штат Меріленд.

Хоча важливо враховувати, що навіть у затінених кратерах вода повільно просочується, можливо, вона також додається, відзначають автори наукової статті. Крижані комети, які врізаються в Місяць, а також сонячний вітер, можуть поповнювати його як частина глобального водного циклу; це те, що вчені намагаються з'ясувати. Крім того, не зрозуміло, скільки там є води. Вчені задаються питаннями: чи знаходиться вона тільки у верхньому шарі поверхні Місяця, або ж вона поширюється глибоко в місячній корі?

У будь-якому випадку, верхній шар днищ полярних кратерів переробляється протягом тисяч років, згідно з розрахунками Фаррелла, Херлі та їхньої команди. Таким чином, за їх оцінкою, незначні плями інію, які вчені виявили на полюсах, можуть мати вік лише 2000 років, замість мільйонів або мільярдів років, як деякі могли очікувати. «Ми не можемо вважати ці кратери льодяними мертвими плямами», - зазначив Фаррелл.

Новини за подібною темою:

		Оріон успішно приводнився на Землю після польоту до Місяця
		Коли-небудь астронавти зможуть пити воду з давніх вулканів Місяця
		Чому настільки відрізняються ближня та дальня сторони Місяця?

За його словами, для підтвердження розрахунків, майбутній прибор для виявлення водяного пару над поверхнею Місяця потребуватиме точність від однієї до 10 молекул води на кубічний сантиметр, які виділяються при ударах.

Добрі новини для майбутнього дослідження Місяця

Для майбутньої науки та досліджень, розсіювання частинок води може бути чудовою новиною. Це означає, що астронавтам, можливо, не доведеться піддавати себе і свої інструменти суворому середовищу затінених поверхонь кратерів, щоб знайти водно-багатий ґрунт - вони могли б просто знайти його в сонячних районах поблизу.

«Це дослідження говорить нам, що метеороїди роблять частину роботи для нас і транспортують матеріал з найхолодніших місць до деяких з прикордонних регіонів, де космонавти можуть отримати доступ до нього за допомогою марсохода на сонячній енергії, - сказала Херлі. - Це також говорить нам, що те, що ми повинні зробити – це потрапити на поверхню одного з цих регіонів і отримати дані з перших рук про те, що ж відбувається».

Потрапляння на місячну поверхню значно полегшить оцінку кількості води на Місяці. Тому що виявити воду здалеку, особливо у постійно затінених кратерах, доволі складно. Основний метод, за допомогою якого вчені знаходять воду – це інструменти дистанційного зондування, які можуть визначити з яких хімічних елементів зроблені речі, основуючись на світлі, яке вони відображають або поглинають. «Але для цього потрібне джерело світла, - зауважила Херлі. – І, за визначенням, ці постійно затінені регіони його не мають».

Розуміння водного середовища на Місяці

Доки астронавти НАСА не повернуться на Місяць, щоб викопати якийсь ґрунт, чи агентство не відправить нові інструменти до поверхні, які зможуть винюхувати блукаючі молекули води, теорія дослідницької команди про вплив метеороїдів на навколишнє середовище в тіні кратерів може допомогти відштовхнути деякі таємниці, що оточують Місячну воду. Завдяки дослідженню вчені зрозуміли, чи є вода на поверхні новою чи давньою, або як вона може мігрувати навколо Місяця. Інша річ, вдаряння метеороїдів у дно кратерів може допомогти пояснити, чому вчені знаходять плями з клаптиками інію, розбавленими в реголіті, або ґрунті Місяця, а не глиби чистого водяного льоду.

Хоча питань про воду предостатньо, важливо пам’ятати, як каже Фаррел, що лише в останнє десятиліття вчені знайшли докази того, що Місяць – це не сухий, мертвий камінь, як багато хто припускав. Апарат LRO, з його тисячами обльотами навколо Місяця і 1 петабайтом повернутих наукових даних (еквівалент близько 200 тисячам повнометражним фільмам високої чіткості, що транслюються в Інтернеті), зіграв важливу роль. Так само, як Супутник спостереження і зондування місячних кратерів (LCROSS), який виявив замерзлу воду після цілеспрямованого падіння в кратер Кабеус в 2009 році і вивільнення матеріалу з дна кратера, що містив воду.

«Ми підозрювали, що на полюсах була вода і напевно дізналися про це від LCROSS, але тепер у нас є докази того, що вода є в середніх широтах, – говорить Фаррел. – Ми також маємо докази того, що вода надходить від мікрометеороїдних ударів, і ми маємо вимірювання інію. Але, питання в тому, як пов’язані всі ці джерела води?»

На це питання Фаррел та його колеги готові відповісти так, як ніколи раніше, зазначили в НАСА.

Читайте ще цікаві новини про космос.

• Місяць