NASA potwierdza obecność wody na księżycu
27 października, 2020NASA potwierdza obecność użytecznej wody na Księżycu
Umieszczone na Boeingu 747, latające laboratorium – obserwatorium – SOFIA odkrywa wodę na Słonecznej Księżycowej Powierzchni
Obserwatorium Stratosferyczne Astronomii w Podczerwieni (SOFIA) NASA po raz pierwszy potwierdziło obecność wody na słonecznej powierzchni Księżyca. Odkrycie to wskazuje, że woda może być rozprowadzana po powierzchni Księżyca, a nie tylko w zimnych, zacienionych miejscach.
SOFIA wykryła cząsteczki wody (H2O) w kraterze Clavius, jednym z największych kraterów widocznych z Ziemi, znajdującym się na półkuli południowej Księżyca. Wcześniejsze obserwacje powierzchni Księżyca wykryły jakąś formę wodoru, ale nie były w stanie odróżnić wody od jej bliskiego, chemicznie względnego, hydroksylowego (OH). Dane z tego miejsca ujawniają wodę w stężeniach od 100 do 412 części na milion – mniej więcej tyle samo, co 12 uncjowa butelka wody – uwięzioną w metrze sześciennym gleby rozłożonej na powierzchni Księżyca. Wyniki zostały opublikowane w najnowszym numerze Astronomii Przyrodniczej.
„Mieliśmy sygnały, że H2O – znana nam woda – może być obecna po słonecznej stronie Księżyca”, powiedział Paul Hertz, dyrektor Wydziału Astrofizyki w Dyrekcji Misji Naukowych w Centrali NASA w Waszyngtonie. „Teraz wiemy, że tam jest. To odkrycie stanowi wyzwanie dla naszego rozumienia powierzchni Księżyca i rodzi intrygujące pytania o zasoby istotne dla głębokiej eksploracji kosmosu.”
Dla porównania, pustynia Sahara ma 100 razy więcej wody niż SOFIA wykryła w księżycowej ziemi. Pomimo niewielkich ilości, odkrycie to rodzi nowe pytania o to, jak powstaje woda i jak utrzymuje się ona na surowej, pozbawionej powietrza powierzchni księżyca.
Woda jest cennym zasobem w głębokiej przestrzeni i kluczowym składnikiem życia, tak jak go znamy. Czy znaleziona woda SOFIA jest łatwo dostępna do wykorzystania jako zasób, pozostaje do ustalenia. W ramach programu Artemis NASA, agencja chce dowiedzieć się wszystkiego o obecności wody na Księżycu przed wysłaniem pierwszej kobiety i następnego mężczyzny na powierzchnię Księżyca w 2024 roku i ustanowieniem tam zrównoważonej obecności człowieka do końca dekady.
Wyniki SOFIA opierają się na latach poprzednich badań nad obecnością wody na Księżycu. Kiedy astronauci Apollo po raz pierwszy powrócili z Księżyca w 1969 r., uznano, że jest on całkowicie suchy. Misje orbitalne i uderzeniowe w ciągu ostatnich 20 lat, takie jak satelita NASA do obserwacji i wykrywania krateru księżycowego, potwierdziły obecność lodu w trwale zacienionych kraterach wokół biegunów Księżyca. W międzyczasie kilka statków kosmicznych – w tym misja Cassini i kometa Deep Impact, a także misja Indian Space Research Organization Chandrayaan-1 – oraz naziemny teleskop na podczerwień NASA, rozejrzały się szeroko po powierzchni Księżyca i znalazły dowody na nawodnienie w bardziej słonecznych regionach. Jednak misje te nie były w stanie definitywnie odróżnić formy, w jakiej była obecna – ani H2O, ani OH.
„Przed obserwacjami SOFIA wiedzieliśmy, że istnieje jakiś rodzaj nawodnienia”, powiedziała Casey Honniball, główna autorka, która opublikowała wyniki swojej pracy dyplomowej na Uniwersytecie Hawajskim w Manoa w Honolulu. „Nie wiedzieliśmy jednak, ile, jeśli w ogóle, jest cząsteczek wody – tak jak pijemy ją codziennie – ani czegoś więcej, jak środek do czyszczenia kanalizacji”.
SOFIA zaoferowała nowy sposób patrzenia na Księżyc. Lecąc na wysokościach do 45 000 stóp, ten zmodyfikowany Boeing 747SP z teleskopem o średnicy 106 cali sięga ponad 99% pary wodnej w ziemskiej atmosferze, aby uzyskać wyraźniejszy obraz wszechświata w podczerwieni. Wykorzystując swój obiekt w podczerwieni FAINT CAmera do teleskopu SOFIA (FORCAST), SOFIA była w stanie podnieść specyficzną długość fali unikalną dla cząsteczek wody, na 6,1 mikrona, i odkryła stosunkowo zaskakujące stężenie w słonecznym kraterze Clavius.
„Bez gęstej atmosfery, woda na słonecznej księżycowej powierzchni powinna być po prostu tracona w kosmosie”, powiedział Honniball, który jest teraz podoktorantem w NASA’s Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland. „Ale jakoś my widzieć ono. Coś generuje wodę, i coś musi ją tam uwięzić.”
Kilka sił może być w grze w dostarczaniu lub tworzeniu tej wody. Mikrometeoryty opadające na powierzchnię księżyca, niosące niewielkie ilości wody, mogą gromadzić wodę na powierzchni księżyca przy uderzeniu. Inną możliwością jest dwuetapowy proces, w którym wiatr słoneczny Słońca dostarcza wodór na powierzchnię Księżyca i powoduje reakcję chemiczną z minerałami zawierającymi tlen w glebie w celu stworzenia hydroksylu. Tymczasem promieniowanie pochodzące z bombardowania mikrometeorytów może przekształcić ten hydroksyl w wodę.
Sposób, w jaki woda zostaje następnie zmagazynowana – co umożliwia jej gromadzenie się – rodzi również kilka intrygujących pytań. Woda mogłaby zostać uwięziona w glebie w maleńkich, przypominających koraliki strukturach, które tworzą się z wysokiego ciepła wytwarzanego przez uderzenia mikrometeorytów. Inna możliwość polega na tym, że woda może być ukryta pomiędzy ziarnami księżycowej ziemi i osłonięta od światła słonecznego.
Źródło: NASA
