На Місяці знайдено воду з Сонця

Новий аналіз пилу, вилученого з Місяця, показує, що вода, зв’язана на місячній поверхні, могла походити від Сонця.

Якщо говорити точніше, це може бути результатом бомбардування іонами водню від сонячного вітру, що врізаються в місячну поверхню, взаємодіють з мінеральними оксидами та зв’язуються з витісненим киснем. У результаті виходить вода, яка може ховатися в місячному реголіті у значних кількостях у середніх і високих широтах.

Це має наслідки для нашого розуміння походження та розподілу води на Місяці – і навіть може мати відношення до нашого розуміння походження води на Землі.

Місяць виглядає як досить суха куля пилу, але нещодавні дослідження виявили, що там набагато більше води, ніж хтось коли-небудь підозрював. Очевидно, що він не плаває в озерах і лагунах; він зв’язаний у місячному реголіті, можливо, ховається як лід у постійно затінених кратерах і секвестрований у кульках вулканічного скла.

Це, природно, призводить до запитань, наприклад, скільки саме води там? Як воно розподіляється? І звідки воно взялося? Останнє питання, ймовірно, має декілька відповідей.

Частина цього могла походити від ударів астероїдів, деякі з Землі. Одне з можливих джерел, однак, навряд чи є першим, що спадає на думку, уявляючи космічні дощові хмари.

Чесно кажучи, Сонце не зовсім просякнуте вологою, але його вітер, безумовно, є надійним джерелом високошвидкісних іонів водню. Докази, які включають аналіз місячного бруду з місій «Аполлон», раніше підвищували велику ймовірність того, що сонячний вітер відповідає принаймні за деякі з інгредієнтів Місяця для води.

Тепер команда дослідників на чолі з геохіміками Юйчен Сюй і Хенг-Ці Тянь з Академії наук Китаю знайшла хімічні речовини в зернах, отриманих місією Chang’e-5, які додатково підтримують сонячне джерело місячної води.

Вони досліджували 17 зерен: 7 олівінів, 1 піроксен, 4 плагіоклазу та 5 скла. Усе це було, на відміну від зразків із низьких широт, зібраних Аполлоном і Луною в районі середньої широти Місяця, і зібраних із наймолодшого відомого місячного вулканічного базальту з найсухішого базальтового фундаменту.

Використовуючи раманівську спектроскопію та енергодисперсійну рентгенівську спектроскопію, вони вивчили хімічний склад ободів цих зерен – зовнішньої 100-нанометрової оболонки зерна, яка найбільше піддається впливу космічної погоди, а отже, найбільш змінена порівняно з зерном.

Більшість цих ободів показали дуже високу концентрацію водню від 1116 до 2516 частин на мільйон і дуже низькі співвідношення ізотопів дейтерію/водню. Ці співвідношення узгоджуються зі співвідношеннями цих елементів, знайдених у сонячному вітрі, що свідчить про те, що сонячний вітер врізався в Місяць, відкладаючи водень на місячній поверхні.

Вміст води, отриманий від сонячного вітру, присутнього в місці посадки Chang’e-5, вони виявили, що має становити близько 46 частин на мільйон. Це узгоджується з вимірюваннями дистанційного зондування.

Щоб визначити, чи може водень зберігатися в місячних мінералах, дослідники потім провели експерименти з нагріванням деяких їх зерен. Вони виявили, що після поховання зерна справді можуть утримувати водень.

Нарешті, дослідники провели моделювання збереження водню в місячному ґрунті при різних температурах. Це показало, що температура відіграє значну роль у імплантації, міграції та виділенні водню на Місяці. Це означає, що значна кількість води, отриманої сонячним вітром, може зберігатися в середніх і високих широтах, де температура нижча.

Модель, заснована на цих висновках, припускає, що полярні регіони Місяця можуть бути набагато багатшими на воду, створювану сонячним вітром – інформація, яка може бути дуже корисною при плануванні майбутніх місій з дослідження Місяця.

“Полярні місячні ґрунти можуть містити більше води, ніж зразки Chang’e-5”, — каже космохімік Янтін Лінь з Китайської академії наук.

“Це відкриття має велике значення для майбутнього використання водних ресурсів на Місяці. Крім того, завдяки сортуванню частинок і нагріванню відносно легко експлуатувати та використовувати воду, що міститься в місячному ґрунті”.