Вода на лунной поверхности могла быть создана магнитосферой Земли

До эпохи миссии Аполлон Луна считалась сухой как пустыня через экстремальные температуры и суровость космической среды. С тех пор много исследований обнаружили лунную воду: лед в затененных полярных кратерах, воду, связанную с вулканическими породами, и неожиданные отложения ржавого железа в лунном грунте. Несмотря на эти находки до сих пор нет достоверного подтверждения масштаба или происхождения лунной поверхностной воды.

Преобладает теория, согласно которой положительно заряженные ионы водорода, приводимые в движение солнечным ветром, бомбардируют поверхность Луны и спонтанно реагируют, создавая воду (как гидроксильную (OH-), так и молекулярную (H2O)). Однако новое многонациональное исследование, опубликованное в Astrophysical Journal Letters, предполагает, что солнечный ветер может быть не единственным источником водосоздающих ионов. Исследователи показывают, что частицы с Земли могут также засевать Луну водой, что означает, что другие планеты также могут приносить воду на свои спутники.

Вода гораздо более распространена в космосе, чем сначала думали астрономы, от поверхности Марса до спутников Юпитера и колец Сатурна, комет, астероидов и Плутона; она даже была обнаружена в облаках далеко за пределами нашей Солнечной системы. Ранее предполагалось, что вода была включена в эти объекты во время формирования Солнечной системы, но появляется все больше доказательств того, что вода в космосе гораздо динамична. Хотя солнечный ветер является вероятным источником лунной поверхностной воды, компьютерные модели прогнозируют, что до половины из нее должно испаряться и исчезать в регионах высокой широты течение примерно трех дней полнолуния, когда она проходит в рамках магнитосферы Земли.

Как ни странно, последний анализ поверхностных карт гидроксила/воды, составленных с помощью Минералогического картографа Луны (М3) спутника Чандраяан-1 показал, что лунные поверхностные воды не исчезают в течение этого периода экранирования магнитосферой. Считалось, что магнитное поле Земли препятствует солнечному ветру достигать Луны, чтобы вода не могла регенерироваться быстрее, чем теряется, но исследователи обнаружили, что это не так.

Сравнивая временные серии карт воды на поверхности до, во время и после транзита магнитосферы, исследователи утверждают, что лунная вода может пополняться потоками магнитосферных ионов, также известных как "земной ветер". Наличие этих производных от Земли ионов вблизи Луны было подтверждено спутником Кагуя, тогда как наблюдения спутника THEMIS-ARTEMIS использовались для того, чтобы продемонстрировать отличительные особенности ионов в солнечном ветре по сравнению с теми, которые находятся в магнитосферном земном ветре.

Новости по подобной теме:

		Астрономы открыли молекулы, сохраняющие большую часть углерода в космосе
		Ученые определили признак в атмосфере экзопланет, который может свидетельствовать о жизнепригодности
		Образцы с астероида Рюгу показывают, что органические соединения могут образовываться в более холодных регионах космоса

Предыдущие наблюдения со спутника Кагуя во время полнолуния обнаружили высокие концентрации изотопов кислорода, которые вытекали из озонового слоя Земли и встраивались в лунный грунт, вместе с большим количеством ионов водорода в обширной расширенной атмосфере нашей планеты, известной как экзосфера. Эти комбинированные потоки частиц магнитосферы принципиально отличаются от потоков солнечного ветра. Таким образом, последнее выявление поверхностных вод в этом исследовании опровергает гипотезу экранирования и вместо этого предполагает, что магнитосфера сама создает "водный мост", который может пополнять Луну.

В исследовании работала мультидисциплинарная группа экспертов по космохимии, физике космоса и планетарной геологии для контекстуализации данных. Предыдущие интерпретации поверхностных вод не учитывали влияние ионов Земли и не изучали, как менялись поверхностные воды со временем. Единственными поверхностными картами и данными о частицах, которые доступны во время полнолуния в магнитосфере, были получены зимой и летом 2009 года, и прошло несколько лет, чтобы проанализировать и интерпретировать результаты. Анализ был особенно сложным из-за дефицитных наблюдений, которые требовали для сравнения одинаковых условиях лунной поверхности с течением времени и контроль температуры и состава поверхности.

В свете этих выводов будущие исследования солнечного ветра и планетных ветров могут раскрыть больше об эволюции воды в нашей Солнечной системе и потенциальные последствия активности Солнца и магнитосферы на другие спутники и планетарные тела. Для расширения этого исследования понадобятся новые спутники, оснащенные комплексными спектрометрами для картографирования гидроксила/воды и датчиками частиц на орбите и на лунной поверхности. Эти инструменты могут помочь предсказать лучшие регионы для будущих исследований, добычи полезных ископаемых и возможного поселения на Луне. Практически, это исследование может повлиять на разработку будущих космических миссий для лучшей защиты людей и спутников от опасности излучения частиц, а также на совершенствование компьютерных моделей и лабораторных экспериментов по изучению образования воды в космосе.

Читайте еще интересные новости о космосе.

• Луна
• астрохимия