Откуда там вода: Учёные встревожены загадочной аномалией на Луне
2 октября, 01:44
Адель Романенкова
Она возникает в лунном грунте непрестанно, что подтверждают спутниковые наблюдения. И не вполне понятно, что именно её порождает
Учёные встревожены загадочной аномалией на Луне. Обложка © Shutterstock
Недавно мы, как известно, оплакивали станцию "Луна-25", которая, к сожалению, по техническим причинам сделала неправильный двигательный импульс перед посадкой и рухнула. Так вот, она летела на Южный полюс Луны, в этот край космической мерзлоты. Там действительно мерзлота: по крайней мере, все спутниковые данные говорят о том, что под поверхностью в лунных полярных регионах скрываются целые залежи самого настоящего водяного льда.
Картина распределения водяного льда в полярных регионах Луны, составленная на основе спутниковых наблюдений. Фото © Nature.com / Li, et al., 2023
И как объясняют планетологи, этот лёд, то есть вода на Луне, в целом возникает двумя способами. Во-первых, падает с кометами. А во-вторых, образуется под действием солнечной радиации. И до недавних пор было принято считать, что происходит это примерно следующим образом.
Что такое атом водорода: один протон, один электрон. Так вот, от Солнца бесконечным потоком несутся протоны. По сути, ионы водорода, то есть не имеющие электрона частицы. Меж тем в лунном реголите не только можно этими электронами разжиться, но в нём ещё полным-полно оксидов минералов: алюминия, кремния, железа, магния. Соответственно, все они в себе содержат атомы кислорода. Вообще, на самом деле порядка 45% химического состава лунного реголита - это кислород. Таким образом, прибывшие солнечные протоны находят себе электроны, становятся полноценными атомами водорода, потом соединяются в пары и берут к себе в компанию по атому кислорода из какого-нибудь минерала. Получается не что иное, как самая обыкновенная вода.
В принципе исследователи космоса об этом знают уже давно, но в процессе наблюдения за этим удивительным процессом самопроизвольного образования лунной воды обнаружилось нечто не совсем понятное. Дело в том, что в процессе своего движения вокруг Земли её естественный спутник регулярно в течение 3-5 дней проходит сквозь хвост её длинной магнитосферы, которая тянется по направлению от Солнца, как бы сдувается солнечным ветром. А магнитное поле практически не пропускает протоны, очень редкие из них проходят через это заграждение. Значит, во время прохождения через этот хвост на Луне вода образовываться не должна. А она образуется всё равно.
Учёные просмотрели данные, которые собрала индийская окололунная орбитальная станция "Чандраян-1" за свой неполный год нормальной работы - с ноября 2008 по август 2009 года. Потом с ней связь пропала, оказалось, что она сместилась куда-то на нерасчётную орбиту. Тем не менее она успела зафиксировать очень интересные вещи. И, в частности, то, что и в хвосте земной магнитосферы на Луне благополучно продолжает твориться чудо - возникает вода.
Причём практически с тем же успехом, что и за пределами этого, казалось бы, защитного кокона. Отсюда физики приходят к мысли, что они на самом деле как-то не совсем правильно до сих пор представляли механизм естественного производства лунной воды. Что дело, видимо, не совсем в протонах, не только в них.
В магнитосфере этих протонов мало, зато очень много, к примеру, высокоэнергичных электронов. И учёные подозревают, что немалая часть солнечных протонов в лунном реголите действительно обзаводится электроном, становится водородом и как бы имплантируется, вмораживается в лунный грунт в таком виде атомарного водорода, а уже под бомбардировкой электронами внутри земной магнитосферы этот водород высвобождается и становится открытым для отношений с другими атомами и формированию молекул. При этом магнитосферный хвост приносит с Земли в том числе ионы кислорода. Учёные говорят, это не перечёркивает роль солнечного ветра, но выходит, что ветер земной вносит не меньший вклад.
via
Адель Романенкова
Она возникает в лунном грунте непрестанно, что подтверждают спутниковые наблюдения. И не вполне понятно, что именно её порождает
Учёные встревожены загадочной аномалией на Луне. Обложка © Shutterstock
Недавно мы, как известно, оплакивали станцию "Луна-25", которая, к сожалению, по техническим причинам сделала неправильный двигательный импульс перед посадкой и рухнула. Так вот, она летела на Южный полюс Луны, в этот край космической мерзлоты. Там действительно мерзлота: по крайней мере, все спутниковые данные говорят о том, что под поверхностью в лунных полярных регионах скрываются целые залежи самого настоящего водяного льда.
Картина распределения водяного льда в полярных регионах Луны, составленная на основе спутниковых наблюдений. Фото © Nature.com / Li, et al., 2023
И как объясняют планетологи, этот лёд, то есть вода на Луне, в целом возникает двумя способами. Во-первых, падает с кометами. А во-вторых, образуется под действием солнечной радиации. И до недавних пор было принято считать, что происходит это примерно следующим образом.
Что такое атом водорода: один протон, один электрон. Так вот, от Солнца бесконечным потоком несутся протоны. По сути, ионы водорода, то есть не имеющие электрона частицы. Меж тем в лунном реголите не только можно этими электронами разжиться, но в нём ещё полным-полно оксидов минералов: алюминия, кремния, железа, магния. Соответственно, все они в себе содержат атомы кислорода. Вообще, на самом деле порядка 45% химического состава лунного реголита - это кислород. Таким образом, прибывшие солнечные протоны находят себе электроны, становятся полноценными атомами водорода, потом соединяются в пары и берут к себе в компанию по атому кислорода из какого-нибудь минерала. Получается не что иное, как самая обыкновенная вода.
В принципе исследователи космоса об этом знают уже давно, но в процессе наблюдения за этим удивительным процессом самопроизвольного образования лунной воды обнаружилось нечто не совсем понятное. Дело в том, что в процессе своего движения вокруг Земли её естественный спутник регулярно в течение 3-5 дней проходит сквозь хвост её длинной магнитосферы, которая тянется по направлению от Солнца, как бы сдувается солнечным ветром. А магнитное поле практически не пропускает протоны, очень редкие из них проходят через это заграждение. Значит, во время прохождения через этот хвост на Луне вода образовываться не должна. А она образуется всё равно.
Учёные просмотрели данные, которые собрала индийская окололунная орбитальная станция "Чандраян-1" за свой неполный год нормальной работы - с ноября 2008 по август 2009 года. Потом с ней связь пропала, оказалось, что она сместилась куда-то на нерасчётную орбиту. Тем не менее она успела зафиксировать очень интересные вещи. И, в частности, то, что и в хвосте земной магнитосферы на Луне благополучно продолжает твориться чудо - возникает вода.
Причём практически с тем же успехом, что и за пределами этого, казалось бы, защитного кокона. Отсюда физики приходят к мысли, что они на самом деле как-то не совсем правильно до сих пор представляли механизм естественного производства лунной воды. Что дело, видимо, не совсем в протонах, не только в них.
В магнитосфере этих протонов мало, зато очень много, к примеру, высокоэнергичных электронов. И учёные подозревают, что немалая часть солнечных протонов в лунном реголите действительно обзаводится электроном, становится водородом и как бы имплантируется, вмораживается в лунный грунт в таком виде атомарного водорода, а уже под бомбардировкой электронами внутри земной магнитосферы этот водород высвобождается и становится открытым для отношений с другими атомами и формированию молекул. При этом магнитосферный хвост приносит с Земли в том числе ионы кислорода. Учёные говорят, это не перечёркивает роль солнечного ветра, но выходит, что ветер земной вносит не меньший вклад.
via