Изображение предоставлено: Корнельский университет
На Южном полюсе Луны есть область, которая всегда находится в тени кратеров, которые, как долго считали ученые, могут иметь отложения водяного льда. Несмотря на то, что лед был обнаружен двумя космическими кораблями, которые вращались вокруг Луны, новое исследование этой области гигантской радиообсерваторией Аресибо не смогло найти какие-либо поверхностные отложения льда. Это не означает, что льда там нет, но он может быть пойман в ловушку на большой площади под поверхностью, как вечная мерзлота Луны. Аресибо - хороший инструмент для обнаружения льда, поскольку он дает очень специфическую эхо-сигнатуру в радиоспектре.
Несмотря на данные двух космических исследований в 1990-х годах, радарные астрономы говорят, что не могут найти никаких признаков толстого льда на полюсах Луны. Исследователи утверждают, что если на полюсах Луны есть вода, она широко разбросана и постоянно замерзла в слоях пыли, что-то вроде земной вечной мерзлоты.
Используя радарную систему длиной 70 сантиметров (см) в Обсерватории Аресибо Национального научного фонда (NSF), Пуэрто-Рико, исследовательская группа посылала сигналы глубже в полярную поверхность Луны - более чем на пять метров (около 5,5 ярдов) - чем когда-либо раньше в этом пространственном разрешении. «Если на полюсах есть лед, единственный способ проверить его - это пойти туда напрямую и растопить небольшой объем вокруг пыли и найти воду с помощью масс-спектрометра», - говорит Брюс Кэмпбелл из Центра исследований Земли и планет. в Смитсоновском институте.
Кэмпбелл является ведущим автором статьи «Длинноволновое радиолокационное зондирование лунных полюсов» в выпуске журнала «Nature» от 13 ноября 2003 года. Его сотрудники по последнему радиолокационному исследованию Луны были Дональд Кэмпбелл, профессор астрономии в Корнелльском университете; Дж. Ф. Чандлер из Смитсоновской астрофизической обсерватории; и Алиса Хайн, Майк Нолан и Фил Периллат из Обсерватории Аресибо, которая находится в ведении Национального центра астрономии и ионосферы в Корнелле для ННФ.
Впервые предположения о лунном льде появились в 1996 году, когда радиоданные с космического корабля Клементина дали некоторые признаки присутствия льда на стене кратера на южном полюсе луны. Затем данные нейтронного спектрометра с космического корабля «Лунный проспект», запущенного в 1998 году, показали присутствие водорода и, как следствие, воды, на глубине около метра у лунных полюсов. Но радарные зонды с помощью радара с длиной волны 12 см в Аресибо не показали никаких признаков толстого льда на глубинах до метра. «Лунный разведчик обнаружил значительные концентрации водорода на лунных полюсах, эквивалентные водяному льду при концентрации в несколько процентов лунной почвы», - говорит Дональд Кэмпбелл. «Были предположения, что это может быть в виде толстых отложений льда на некоторой глубине, но эти новые данные из Аресибо делают это маловероятным».
Брюс Кэмпбелл говорит: «Нет таких мест, на которые мы бы смотрели при любой из этих длин волн, где вы видите такую подпись».
В газете «Nature» отмечается, что, если лед существует на полюсах Луны, он будет значительно отличаться от «толстых когерентных слоев льда, наблюдаемых в затененных кратерах на Меркурии», обнаруженных в радиолокационных изображениях Аресибо. «На Меркурии вы видите довольно толстые отложения, порядка метра или более, погребенные, в лучшем случае, мелким слоем пыли. Это сценарий, который мы пытались пригвоздить к луне », - говорит Брюс Кэмпбелл. Исследователи говорят, что разница между Меркурием и Луной может быть связана с более низкой средней скоростью ударов комет по лунной поверхности, недавними ударами комет по Меркурию или с более быстрой потерей льда на Луне.
Что делает лунные полюса хорошими ловушками для холода для воды, так это температура минус 173 градусов по Цельсию (минус 280 градусов по Фаренгейту). Кусочек солнца поднимается только на два градуса над горизонтом у лунных полюсов, так что солнечный свет никогда не проникает в глубокие кратеры, и человек, стоящий на дне кратера, никогда не увидит солнце. Радар Аресибо исследовал полы двух кратеров в постоянной тени на южном южном полюсе, Сапожника и Фаустини, а на северном полюсе - полы Эрмита и нескольких небольших кратеров в большом кратере Пири. Напротив, Клементина сфокусировалась на наклонных стенах кратера Шеклтона, дно которого «не видно» с Земли. «Существует дискуссия о том, как интерпретировать данные с шероховатой, наклонной поверхности», - говорит Брюс Кэмпбелл.
Радарный зонд Arecibo является особенно хорошим детектором толстого льда, поскольку он использует явление, известное как «когерентное обратное рассеяние». Радарные волны могут распространяться на большие расстояния, не будучи поглощенными льдом при температурах значительно ниже нуля. Отражения от неровностей внутри льда создают очень сильное радиолокационное эхо. В отличие от этого лунная почва намного более поглощающая и не дает столь сильного радиолокационного эха.
Первоисточник: Корнелл Пресс-релиз
