Електрони із Землі можуть утворювати воду на Місяці

Команда дослідників під керівництвом планетарного вченого з Гавайського університету (UH) у Маноа виявила, що електрони високої енергії в плазмовому шарі Землі сприяють процесам вивітрювання на поверхні Місяця, і, що важливо, електрони, можливо, сприяли формуванню води на поверхні Місяця. Дослідження було опубліковано в Nature Astronomy.

Розуміння концентрації та розподілу води на Місяці має вирішальне значення для розуміння його формування та еволюції, а також для забезпечення водними ресурсами для майбутніх досліджень людиною. Нове відкриття також може допомогти пояснити походження водяного льоду, який раніше був виявлений у постійно затінених областях Місяця.

Завдяки магнетизму Землі навколо планети існує силове поле, яке називається магнітосферою, яке захищає Землю від космічного вивітрювання та шкідливого випромінювання Сонця. Сонячний вітер штовхає магнітосферу і змінює її, створюючи довгий хвіст на нічній стороні. Плазмовий шар у цьому магнітному хвості – це область, що складається з електронів та іонів високої енергії, які можуть надходити із Землі та сонячного вітру.

Раніше вчені переважно зосереджувалися на ролі високоенергетичних іонів у космічному вивітрюванні Місяця та інших безповітряних тіл. Сонячний вітер, який складається з частинок високої енергії, таких як протони, бомбардує місячну поверхню і вважається одним з основних способів утворення води на Місяці.

Спираючись на свою попередню роботу, яка показала, що кисень у магнітному хвості Землі іржавіє залізо в полярних регіонах Місяця, Шуай Лі, помічник дослідника в Школі наук і технологій океану та Землі UH Mānoa (SOEST), був зацікавлений у дослідженні змін у вивітрюванні поверхні. коли Місяць проходить через магнітний хвіст Землі, область, яка майже повністю захищає Місяць від сонячного вітру, але не від світлових фотонів Сонця.

«Це створює природну лабораторію для вивчення процесів утворення води на поверхні Місяця», — сказав Лі. «Коли Місяць знаходиться за межами хвоста магніту, місячна поверхня бомбардується сонячним вітром. Усередині хвоста магніту майже немає протонів сонячного вітру, і очікується, що утворення води знизиться майже до нуля».

Лі та співавтори проаналізували дані дистанційного зондування, зібрані інструментом Mineralogy Mapper на борту індійської місії Chandrayaan 1 між 2008 і 2009 роками. Зокрема, вони оцінили зміни у формуванні води, коли Місяць проходив через хвіст магніту Землі, який включає плазмовий шар. .

«На мій подив, спостереження дистанційного зондування показали, що утворення води у хвості магніту Землі майже ідентично тому, коли Місяць був за межами хвоста магніту Землі», — сказав Лі. «Це вказує на те, що у хвості магніту можуть існувати додаткові процеси формування або нові джерела води, не пов’язані безпосередньо з імплантацією протонів сонячного вітру. Зокрема, випромінювання високоенергетичних електронів демонструє подібні ефекти, як протони сонячного вітру».

«Загалом ця знахідка та мої попередні знахідки іржавих місячних полюсів вказують на те, що мати-Земля міцно пов’язана зі своїм Місяцем у багатьох нерозпізнаних аспектах», — сказав Лі.

У майбутніх дослідженнях Лі планує працювати над місячною місією за допомогою програм NASA Artemis для моніторингу плазмового середовища та вмісту води на полярній поверхні Місяця, коли Місяць перебуває в різних фазах під час проходження хвоста магніту Землі.