Нашлись первые свидетельства, что Земля пополняет водный запас Луны
До высадки астронавтов на Луну поверхность нашей природной космической спутницы из-за экстремальных температур и суровости космической среды считалась сухой, как пустыня. Но с тех пор всё изменилось. Исследования обнаружили лунную воду в виде льда в тени полярных кратеров, связанную в вулканических породах и окисленные отложения железа в лунной почве. Несмотря на эти находки, достоверных подтверждений происхождения воды на поверхности Луны нет.
Луна в тени магнитосферы Земли в представлении художника (серым обозначены ионы кислорода, а голубым — ионы водорода, солнечный ветер обозначен жёлтым). Источник изображения: E. Masongsong, UCLA EPSS, NASA GSFC SVS
Преобладающая теория происхождения воды на Луне состоит в том, что положительно заряженные ионы водорода в солнечном ветре бомбардируют поверхность Луны и спонтанно реагируют с образованием воды (в виде гидроксила OH– и молекулярной H2O). Однако новое международное исследование, опубликованное в Astrophysical Journal Letters, предполагает, что солнечный ветер, возможно, не единственный источник образующих воду ионов.
Исследователи показали, что частицы с Земли также могут пополнять водный запас Луны. Ко всему прочему это означает, что подобные процессы могут происходить с другими планетами и их спутниками. Иначе говоря, от поверхности Марса до спутников Юпитера и колец Сатурна, комет, астероидов и Плутона и в облаках далеко за пределами нашей Солнечной системы вода могла появиться не только и не столько в ранний период формирования Солнечной системы, а попасть на поверхность космических тел постепенно — в динамике.
Но вернёмся к Луне. Хотя солнечный ветер является вероятным источником воды на поверхности Луны, компьютерные модели предсказывают, что до половины её должно испариться и исчезнуть в полярных регионах в течение примерно трех дней полнолуния, когда Луна проходит в магнитосфере Земли и закрыта от солнечного ветра. Новый анализ карт лунной поверхности с данными о распределении гидроксила показал, что вопреки ожиданиям поверхностная вода на Луне не исчезает в течение этого периода экранирования солнечного ветра магнитосферой Земли. Из этого следует, что запас воды на Луне пополняет что-то помимо ионов водорода в солнечном ветре.
Проведённое заново множеством специалистов пристальное изучение снимков со спутника Chandrayaan-1 десятилетней давности и изучение данных об ионной обстановке на орбитах Земли и Луны японским спутником «Кагуя» позволило сделать вывод, что лунная вода может пополняться потоками магнитосферных ионов, также известными как «земной ветер». Таким образом, изучение данных в новом свете опровергает гипотезу экранирования и вместо этого предполагает, что сама магнитосфера Земли создает «водный мост», который может пополнять водный запас Луны.
В свете этих открытий будущие исследования солнечного ветра и планетарных ветров могут раскрыть больше загадок об эволюции воды в нашей Солнечной системе и потенциальных эффектах солнечной и магнитосферной активности на другие луны и планетные тела. Для расширения этого исследования потребуются новые спутники, оснащенные комплексными спектрометрами для картирования гидроксильных групп и воды, а также датчиками частиц на орбите и на поверхности Луны, чтобы полностью подтвердить этот механизм. Эти инструменты могут помочь спрогнозировать лучшие регионы для будущих исследований, добычи полезных ископаемых и возможного поселения на Луне.
