19 września 2023
Uważa się, że wysokoenergetyczne elektrony z Ziemi biorą udział w wytwarzaniu wody na powierzchni Księżyca, ale jak?
Grupa naukowców, pod przewodnictwem planetologa z University of Hawai w Manoa, dokonała przełomowego odkrycia.
Ujawnienie powiązania z wodą księżycową
Odkryto, że energetyczne elektrony w arkuszu plazmowym Ziemi odgrywają znaczącą rolę w procesach erozji na powierzchni Księżyca. Co ważniejsze, elektrony te mogły odegrać kluczową rolę w tworzeniu wody na powierzchni księżyca. Badanie to zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy.
Zrozumienie koncentracji i rozmieszczenia wody na Księżycu jest niezbędne do uzyskania wglądu w jej powstawanie i rozwój oraz zapewnienia dostępu do zasobów wodnych dla przyszłej ludzkiej eksploracji. To niedawne odkrycie może również rzucić światło na pochodzenie lodu wodnego wykrytego wcześniej w trwale zacienionych regionach Księżyca.
Ochronne pole magnetyczne Ziemi, znane jako magnetosfera, chroni naszą planetę przed pogodą kosmiczną i potencjalnie szkodliwym promieniowaniem emitowanym przez Słońce. Wiatr słoneczny oddziałuje z magnetosferą, powodując jej odkształcanie i rozciąganie w długi ogon skierowany od słońca. W tym wydłużonym ogonie magnetycznym istnieje region zwany arkuszem plazmowym, zawierającym elektrony i jony o wysokiej energii. Cząstki te mogą pochodzić zarówno z Ziemi, jak i wiatru słonecznego.
W przeszłości naukowcy koncentrowali się przede wszystkim na wpływie jonów o wysokiej energii na kosmiczne wietrzenia ciał niebieskich, takich jak Księżyc. Wiatr słoneczny, składający się z cząstek energetycznych, takich jak protony, stale bombarduje powierzchnię księżycową i uważa się, że jest kluczowym czynnikiem w powstawaniu na nim wody.
Wgląd z danych mapera mineralogicznego Księżyca
Opierając się na swoich wcześniejszych badaniach, które ujawniły, że tlen z warkocza magnetycznego Ziemi powoduje rdzewienie żelaza w polarnych regionach Księżyca, Shuai Li, asystent badacza w UH Manoa School of Ocean and Earth Science and Technology (Soest), został zaintrygowany badaniami, jak zmienia się wietrzenie powierzchniowe, gdy księżyc przechodzi przez warkocz magnetyczny Ziemi.
Region ten oferuje księżycowi znaczne osłonę przed wiatrem słonecznym, ale nie przed światłem słonecznym.
„Zapewnia to naturalne laboratorium do badania procesów formowania się powierzchniowych wód księżycowych”, powiedział Li. „Kiedy księżyc znajduje się poza warkoczem magnetycznym, jego powierzchnia jest bombardowana wiatrem słonecznym. Wewnątrz warkocza nie ma prawie żadnych protonów wiatru słonecznego, a spodziewane tworzenie wody powinno spadać prawie do zera. ”
Nowa perspektywa na ewolucję powierzchni Księżyca
Li i jego koledzy badacze przeanalizowali dane dotyczące zdalnego wykrywania uzyskane z instrumentu Moon Mineralogy Mapper podczas indyjskiej misji Chandrayaan 1 w latach 2008-2009. Skoncentrowali się na badaniu zmian w tworzeniu się wody, gdy Księżyc poruszał się przez warkocz magnetyczny Ziemi, w tym arkusz plazmowy.
„To pokazuje, że w warkoczu magnetycznym mogą istnieć dodatkowe procesy formacyjne lub nowe źródła wody, które nie są bezpośrednio związane z implantacją protonów wiatru słonecznego. W szczególności promieniowanie elektronów o wysokiej energii wykazuje podobne efekty jak protony wiatru słonecznego. ”
Ziemia jest silnie związana z Księżycem w wielu nierozpoznanych aspektach
„Podsumowując, to odkrycie i moje poprzednie ustalenia zardzewiałych biegunów księżycowych wskazują, że Matka Ziemia jest silnie związana z księżycem w wielu nierozpoznanych aspektach”, powiedział Li.
Woda na Księżycu
W nadchodzących przedsięwzięciach badawczych celem Li jest udział w misji księżycowej w ramach programu NASA Artemis. Ma na celu monitorowanie otoczenia plazmowego i obecności wody na polarnej powierzchni księżyca podczas różnych faz podróży Księżyca przez warkocz magnetycznych Ziemi.
Przetłumaczono z: Earth’s electrons potentially creating water on the Moon (Open Access Government)