Létající observatoř SOFIA detekovala přítomnost vody na osvětleném povrchu Měsíce

Na základě dat pořízených kamerou Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope (FORCAST) na palubě létající observatoře NASA/DLR Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) astronomové detekovali molekuly vody (H₂O) ve Sluncem osvětleném kráteru Clavius, v jednom z největších kráterů viditelných ze Země, který se nachází na jižní polokouli Měsíce. Data z observatoře SOFIA odhalila vodu v koncentracích 100 – 412 ppm (parts per million) – což zhruba odpovídá ekvivalentu 355 mililitrů vody – zachycených v jednom metru krychlovém horniny rozptýlené po měsíčním povrchu.

Pro porovnání: poušť Sahara obsahuje 100× větší množství vody, než SOFIA detekovala v povrchových horninách Měsíce. Když se astronauti NASA v programu Apollo poprvé vrátili z Měsíce v roce 1969, mysleli si, že je tam dokonalé sucho.

Mise na oběžné dráze, a také mise, které uskutečnily impakty do povrchu Měsíce v uplynulých 20 letech, jako například sonda s názvem Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS), potvrdily přítomnost ledu v kráterech v okolí měsíčních pólů, nacházejících se v trvalém stínu.

Mezitím pozemní infračervený teleskop NASA s názvem Infrared Telescope Facility (ITF), sondy Cassini a Deep Impact, stejně tak i indická sonda Chandrayaan-1 studovaly všestranně křížem krážem měsíční povrch a poskytly důkazy hydratace ve slunečních regionech. Tyto mise ještě nebyly způsobilé k definitivnímu rozpoznání formy, ve které byla voda přítomna – buď jako H₂O nebo její blízká chemická příbuzná, hydroxyl OH.

„Měli jsme náznaky, že voda může být přítomna na Sluncem osvětlené polokouli Měsíce,“ říká Paul Hertz, ředitel Astrophysics Division in the Science Mission Directorate at NASA Headquarters. „Nyní víme, že zde skutečně je. Tento objev mění naše chápání lunárního povrchu a přináší netušené otázky týkající se zdrojů důležitých pro podrobný kosmický výzkum.“

„Před pozorováním létající observatoře SOFIA jsme věděli, že zde byly nějaké druhy hydratace,“ říká Casey Honniball, postgraduální vědecký pracovník na Goddard Space Flight Center, NASA. „Avšak nevěděli jsme, v jak velkém množství a jestli vůbec se jednalo ve skutečnosti o molekuly vody.“

SOFIA byla schopná zachytit charakteristické vlnové délky jedinečné pro molekuly vody, a to na vlnové délce 6,1 mikronu, a objevit relativně překvapující koncentrace v kráteru Clavius. Z výzkumů vyplývá, že voda může být na Měsíce rozptýlena kdekoliv na osvětleném povrchu a nikoliv jen v oblastech v permanentním stínu.

„Bez husté atmosféry by voda na Sluncem osvětleném lunárním povrchu měla být téměř ztracena v okolním kosmickém prostoru,“ říká Casey Honniball. „Nějakým způsobem jsme ji ještě spatřili. Do určité míry je voda průběžně generována a musí zde být alespoň zčásti zachytávána.“

Podle výzkumného týmu může být ve hře několik způsobů v doručování nebo vytváření této vody. Mikrometeority dopadající na lunární povrch nesou malé množství vody, přičemž ji mohou uložit na povrch Měsíce při dopadu.

Další možností je, že zde může být dvoustupňový proces, kterým sluneční vítr proudící ze Slunce dodává vodík na měsíční povrch, kde způsobuje chemickou reakci s minerály v horninách obsahujících kyslík, která vede k vytvoření hydroxylu OH. Mezitím záření z ostřelování mikrometeority způsobuje transformační proces, který vede k přeměně hydroxylu na vodu.

Proč lunární voda potom zůstane uložená, rovněž vede k položení některých velmi zajímavých otázek. Voda může být zachycená do nepatrných korálkovitých struktur ve vrstvě horniny, které vznikají při vysokých teplotách vytvářených impakty mikrometeoritů. Další možností je, že voda může být ukryta mezi zrníčky lunární horniny a chráněná před slunečním zářením – potenciálně je to poněkud více pravděpodobné než voda zachycená v korálkovitých strukturách.

„Voda je vzácný prostředek jak pro vědecké účely, tak i pro použití příštími průzkumníky Měsíce,“ říká Jacob Bleacher, vedoucí vědecký pracovník NASA’s Human Exploration and Operations Mission Directorate. „Jestliže můžeme použít surovinové zdroje na povrchu Měsíce, potom můžeme nést například méně vody a více vědeckého vybavení, což umožní více nových vědeckých objevů.“

Nové informace mohou přinést mnoho výhod pro plánované přistání amerických astronautů na Měsíci v roce 2024 v rámci programu Artemis.

Objev byl popsán v článku publikovaném v časopise Nature Astronomy.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/molecular-water-moon-08987.html a https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-sofia-discovers-water-on-sunlit-surface-of-moon/

autor: František Martinek