Когда они впервые ступили на Луну, астронавты Аполлона-11 нарисовали картину ландшафта в виде сухой кости. Были некоторые споры о том, откуда взялась вода, но теперь два исследователя из Национального музея естественной истории в Париже, Франция, определили, что большая часть воды в почве на поверхности Луны образовалась из-за протонов в солнечном ветре, сталкивающемся с кислородом в лунной пыли, а не в результате удара кометы или метеорита.
Первые намеки на то, что на Луне была вода, появились, когда индийская Chandrayaan-1 обнаружила намеки на воду на поверхности Луны, когда она измерила падение отраженного солнечного света на длине волны, поглощаемой только водой и гидроксилом, молекулой, содержащей один атом водорода. и один атом кислорода.
Чтобы прояснить эту картину, ученые НАСА обратились к данным, собранным двумя из их космических зондов - зондом Кассини, который гудел на Луне в 1999 году на пути к Сатурну, и космическим кораблем НАСА Deep Impact, который пролетел мимо Луны в июне 2009 года. Ru маршрут к встрече с кометой Хартли 2. Оба космических корабля подтвердили наличие воды и гидроксила, молекул, которые, вероятно, присутствуют на Луне.
Было три вероятных объяснения того, как эта вода попала туда. Кометы и метеориты были двумя вариантами, в то время как другие полагали, что это может быть вызвано солнечным ветром. В последнем случае вода была бы образована потоками плазмы, исходящими из верхней атмосферы Солнца и врезавшими протоны высоких энергий в поверхность Луны. Космические лучи из-за пределов Солнечной системы могут также вводить ионы в лунные породы, вызывая химические изменения, которые создают воду.
Чтобы выяснить наиболее вероятный источник воды, Алиса Стефан и Франсуа Робер измерили соотношение водорода и дейтерия в образцах почвы из миссий Аполлон 16 и Аполлон 17. Они пропустили образцы через тип масс-спектрометра, который не только определяет, какие изотопы присутствуют, но и насколько глубоко они находятся в поверхностном образце.
Изучая крошечные зерна образцов лунного грунта, они обнаружили, что уменьшение кислорода из силикатов в почве протонами солнечного ветра было почти наверняка средством, с помощью которого вода генерировалась. Они пришли к такому выводу, определив отношение изотопов лития в образцах, которые дали отношение изотопов для водорода. Исходя из этого, они смогли рассчитать соотношение дейтерий-водород, которое они сравнивали с количеством воды, фактически находящимся в образце гранулы.
Поскольку вдали от солнца больше дейтерия, каждый возможный источник лунной воды должен иметь различное соотношение. Кометы и метеориты имеют отличительные пропорции, в то время как протоны от солнечного ветра или космических лучей будут иметь разные соотношения.
Они обнаружили, что в среднем гранулы содержали всего 15 процентов воды откуда-то еще (предположительно, кометы или метеориты), а остальное оставалось сформированным из-за взаимодействия солнечного ветра. Они также отмечают, что для некоторых образцов вся вода была из-за взаимодействия солнечного ветра.
«Мы подтверждаем этот результат», - сказал Стефан. «Богатые водой метеориты и кометы не приносят значительного количества воды на поверхность Луны».
Альберто Саал из Университета Брауна в Провиденсе, штат Род-Айленд, доволен результатом. «Я думаю, что идея о том, что большая часть воды на поверхности Луны происходит от имплантаций солнечного ветра, скорее всего правильна», - говорит он.
В их статье, опубликованной в Известия Национальной академии наукАлиса Стефан и Франсуа Роберт описывают свое исследование и полученные результаты. Однако они также поспешили указать, что их выводы касаются только воды, обнаруженной на поверхности Луны, тогда как происхождение воды под поверхностью все еще остается открытым для интерпретации.
Дальнейшее чтение: PNAS
