Со години, научниците работеа на откривање на мистериите на водата на Месечината. Сега две нови студии објавени во „Астрономија на природата“ потврдуваат дека вода може да се најде на целата површина на Месечината.
Една студија ги известува првите недвосмислени докази за молекулите на водата кои се лепат или се капсулираат во зрна во лунарната почва на сончевите делови на површината. Второто истражување ги моделирало малите зони на Месечината фрлени во трајна сенка и открило дека околу 15,400 квадратни милји – површина еквивалентна на скоро 7.500.000 фудбалски игралишта – се доволно ладни за пристаниште на мраз, околу 20% повеќе отколку што се мислеше.
Истражувајќи какви форми на вода се појавуваат на површината на Месечината и каде е таа вода, научниците се надеваат дека подобро ќе го разберат мистериозниот циклус на вода на Месечината. За разлика од Земјата, каде што водата циркулира во реки и дожд, формирањето вода на Месечината може да биде управувано од водород во сончевиот ветер кој реагира со кислород на површината, како и од ледени метеорити кои удираат на земјата. Месечината вода исто така може да мигрира од сончеви региони во зони со сенка.
Но, точните движења на оваа вода и можното пренесување од сончеви во засенчени зони, остануваат мистериозни. „Имаме уште многу работа да разбереме дали воопшто се поврзани“, вели Џесика Саншајн, планетарна научничка од Универзитетот во Мериленд, која не беше дел од ниту еден од студиските тимови. Но, нејзиното истражување „сугерира многу покомплексен процес отколку што мислевме порано“.
Ова дело е исто така од витално значење за идните луѓе кои патуваат на Месечината и пошироко, вклучувајќи ја и претстојната мисија на НАСА Артемида, која ветува дека ќе ја постави првата жена и следниот маж на Месечината. Присуството на навестувања за вода и мраз може да биде можно минирањето на овој ресурс да се претвори во гориво, со што ќе се намали товарот што идните вселенски патници мора да го преземат во нивните потфати надвор од Земјата.
Новиот увид во лунарната вода е дел од бавното поместување на начинот на кој размислуваме за нашиот планетарен придружник. Некогаш се сметаше за обезличен пејзаж, овој динамичен свет има комплексни извори и тоне на многу форми вода.
„Тоа беше бавна револуција“, вели Пол Хејн, планетарен научник од Универзитетот во Колорадо Болдер и главен автор на студијата за зоната во сенка. „Но, тоа е револуција“.
Месечината е свет на екстремно топло и ладно. Дневните температури во близина на лунарниот екватор можат да се искачат до 120 °C, додека ноќните може да се претворат во ледени, на -130 °C. И без густа заштитна атмосфера, испарената вода може брзо да избега во вселената.
Но, на радост на научниците, се чини дека слабите траги од вода траат на сончевата страна на Месечината. Инструментите на три вселенски летала го потврдија ова откритие, објавено во 2009 година, но имаше улов: Анализата не може да разликува вода и хидроксил.
Истражувачите барале траги на вода на месечината со инфрацрвена светлина. Слично на видливата светлина раздвоена низ призма, „инфрацрвената боја има свое виножито, иако не можеме да го видиме“, вели Кејси Хонибал, постдокторски истражувач во Центарот за вселенски летови на Годард на НАСА и главен автор на студијата за молекуларна вода. Овие претходни анализи се фокусираа на дел од инфрацрвениот спектар каде сјаат вода и хидроксил. Со избирање на различен дел од спектарот, Хонибал и нејзините колеги ја издвоија само H2O.
„Искрено не знам зошто некој порано не размислуваше за ова – тоа е брилијантна идеја“, вели Сончајн, кој работеше на откривањето на водени сигнали на Месечината во 2009 година.
За новата студија, Хонибал и нејзините колеги собраа податоци за време на летот на Стратосферната опсерваторија за инфрацрвена астрономија (СОФИЈА) во 2018 година – инфрацрвен телескоп монтиран на џамбо-авион. Неколку месеци подоцна, Хонибал ги обработуваше податоците од удобноста на нејзиниот кауч кога се појави сигналот за вода. „Мислам дека врескав“, вели таа.
Додека е присутна, водата е веројатно оскудна, приближно еквивалентна на 12 унци во кубен метар нечистотија. Тоа е сто пати посува од пустината Сахара, забележува Хонибал, иако предупредува дека е потребно повеќе работа за да се потврдат концентрациите на вода, бидејќи проценката се заснова на едно набудување, на една локација, едно време во месечевиот ден
Но, тоа е долгоочекуваната потврда за Сонце. „Многу е корисно“, вели таа. „Јас сум многу благодарен што тие ја завршија работата“.
ВО СЕНКИТЕ
Втората студија се фокусираше на засенчените пукнатини на површината на Месечината. Научниците долго време се сомневаа дека водата може да се задржи како мраз во масивните кратери во трајно засенчени области. Присуството на мраз на такви места беше потврдено во октомври 2009 година кога НАСА урна дел од вселенското летало LCROSS во засенчена област во близина на јужниот пол на Месечината и откри докази за мраз во кратерот на ударот.
Оттогаш истражувачите ги мапираа овие големи ладни региони. Но, откако погледнаа слики со висока резолуција од површината на Месечината, новиот истражувачки тим сфати дека засенчените ледени зони може да бидат почести отколку што се мислеше, дури и во многу мали области. Секојпат кога зумираа на сликите, тие гледаа повеќе: „Сенки се сè до долу“, вели Хејн.
Со моделирање на температурите и сенките на Месечината, тимот открил дека мразот може да се формира во мали области – како мала мравка. Овие минијатурни сенки можат да бидат исто ладни како и нивните поголеми колеги, забележува Хејн. Атмосферата на Месечината е толку тенка, не ги изедначува температурите на површината, така што врелото жариште може да биде покрај област што е стотици степени под нулата.
Новото истражување сугерира дека областа опфатена со ладни, засенчени зони е околу 20 проценти поголема отколку што претходно се проценуваше. Ако сите овие зони се полни со мраз, количината на мраз би се изедначила со милијарди килограми вода, вели Хејн. Но, колку всушност имаат мраз, сè уште е отворено прашање.
БАВНАТА РЕВОЛУЦИЈА
Заедно, студиите би можеле да им помогнат на научниците да започнат да составуваат како работи лунарниот циклус на вода. Водата на Месечината доаѓа од неколку различни извори. Некои може да пристигнат со метеорити кои се судираат со површината, но некои, исто така, најверојатно се формираат кога водородот од сончевиот ветер реагира со површинскиот кислород и формира хидроксил. Топлината од сонцето или влијанието на микрометеоритот може да предизвика хидроксилни молекули да се судрат и да формираат H2O, вели Хонибал.
Топлината од влијанија како микрометеорити исто така може да стопи дел од карпестата површина и да испари вода во близина. Како што топењето се лади до стакло, тоа може да ги капсулира водените испарувања – а тоа може да биде причина за водениот сигнал што го забележале Хонибал и нејзиниот тим.
Но, точно како и каде се движи водата на површината останува непознато. Метеоритите може да ослободат вода од површината, а сонцето исто така може да игра улога во движењето на водата, бидејќи сигналот за вода и хидроксил ослабува кога топлината достигнува врв во лунарниот ден, вели Сонце. „Дали навистина го изгубивме или оди во некоја зона во сенка? таа се прашува. „Овие ладни замки од мал обем може да ни помогнат да разбереме.
Научниците сè уште имаат што да научат за лунарната вода, но некои одговори може да бидат на пат. Во 2022 година, НАСА планира да ги испрати „Воларите“ кои го испитуваат роверот за истражување на поларните истражувања (ВИПЕР) на јужниот пол на Месечината за да бараат воден мраз. Понатамошни траги треба да дојдат од системот за инфрацрвени слики на Месечината (L-CIRIS), исто така предвиден за мисија во 2022 година, вели Хејн.
Научниците шпекулираат за присуството на вода на Месечината уште од најмалку 60-тите години на минатиот век, но во следните години, конечно, треба да развиеме целосна слика за тоа каде е скриена на месечината – и дали можеме да ја користиме за да им помогнеме на идните истражувачи.
