Солнечный ветер создает воду на поверхности Луны

В последнее время вода на Луне была горячей темой в исследовательском мире.

С момента своего первого однозначного открытия в 2008 году.

С тех пор его находки увеличились, были обнаружены относительно высокие уровни концентрации, особенно вблизи полярных регионов, особенно в районах, постоянно окутанных тенью.

Chang’e 5, недавняя китайская миссия по возврату образцов, приземлилась не в одной из этих постоянно затененных областей.

Тем не менее, он вернул образцы почвы, которые находились на гораздо более высокой широте, чем те, которые были собраны ранее.

Теперь новое исследование показывает, что эти образцы почвы содержат воду и что солнечный ветер непосредственно воздействовал на эту воду.

Количество воды на лунной поверхности сильно варьируется как в зависимости от времени лунного дня, так и от широты, на которой она находится.

Существует так много изменчивости, что содержание воды в лунном грунте может быть на 200 частей на миллион выше или ниже в разное время суток.

При такой большой изменчивости кажется очевидным, что Солнце играет значительную роль в гидрологическом цикле на Луне.

Частью этой роли является контроль типа водорода, внедренного в лунный грунт.

Поскольку на Луне почти нет атмосферы, заряженные частицы водорода, из которых состоит солнечный ветер, могут напрямую взаимодействовать с верхним слоем реголита на лунной поверхности.

Когда они это делают, они оставляют после себя отчетливый признак того, что они это делают — большое количество атомов водорода с очень небольшим количеством дейтерия.

Дейтерий — более тяжелая форма водорода с дополнительным нейтроном в ядре. Это относительно редко встречается в солнечном ветре, учитывая, что нейтрон дает дополнительную массу, что снижает вероятность его захвата силами, создающими ветер.

Таким образом, водород и любая вода, которую он в конечном итоге образует из солнечного ветра, будут явно лишены молекул воды, которые интегрируют дейтерий.

Именно это исследователи Китайской академии наук обнаружили в некоторых образцах почвы, доставленных Chang’e 5.

В них была высокая (~1000-2500 частей на миллион) концентрация водорода, но относительно низкая концентрация дейтерия.

Важно отметить, что этот результат был получен для первых 100 нм собранной почвы, показывая, что эффект солнечного ветра проявляется в самом верхнем слое реголита, как и ожидалось.

Кроме того, общая концентрация воды в образце Chang’e 5 оценивается примерно в 46 частей на миллион, что примерно соответствует тому, что было обнаружено с помощью дистанционного зондирования до приземления посадочного модуля.

Местоположение также имело большое значение для этого исследования, поскольку исследователи попытались использовать результаты концентрации и ввести их в модель, которая отслеживает выделение газа, о котором свидетельствует лунная вода на других широтах.

На более высоких широтах Chang’e 5 не было такой большой изменчивости, как на более низких широтах, обнаруженных такими миссиями, как «Аполлон» и «Луна».

Что еще более важно, модель также предполагает, что даже в более высоких широтах, простирающихся к полюсам, будет еще больше водорода.

Это подтверждает теорию о том, что лунные полюса являются одним из наиболее вероятных мест для обнаружения большого количества воды на лунной поверхности.

И это также подпитывает интерес к полярным регионам как к потенциальному месту первой лунной исследовательской базы.

Хотя до этого еще далеко, результаты этого исследования являются важным шагом к пониманию этой важнейшей особенности лунной гидрологии.

Автор Энди Томасвик.