Desetljećima su astronomi nagađali da bi na Mjesecu mogla biti voda. Posljednjih godina, ova spekulacija je potvrđena jedan orbitirajući satelit za drugim detektirao vodeni led oko južnog polarnog područja Mjeseca. Unutar ovog dijela mjesečeve površine, poznatog kao Sliv Aitken južnog pola , vodeni led može opstati zbog mnogih stalno zasjenjenih kratera koji se tamo nalaze.
No do sada su znanstvenici radili pod pretpostavkom da se mjesečeva voda može naći samo u stalno zasjenjenim kraterima. Ali zahvaljujući NASA-i Stratosferski opservatorij za infracrvenu astronomiju (SOFIJA), voda je bila promatrana na Suncem obasjanoj strani Mjeseca prvi put. Ovo otkriće ukazuje da voda može biti raspoređena po cijeloj lunarnoj površini, a ne ograničena na tamne kutove.
Studija koja opisuje njihove nalaze nedavno se pojavila u časopisu Astronomija prirode .Studiju je vodio Casey Honniball, NASA-in postdoktorant Institut za geofiziku i planetologiju Sveučilišta Hawaii , a uključivali su i članove iz Institut za svemirske znanosti (SSI), the Georgia Institute of Technology , the Laboratorij za primijenjenu fiziku Sveučilišta Johns Hopkins (JHUAPL), i NASA-in centar za svemirske letove Goddard .
SOFIA je u biti modificirani zrakoplov Boeing 747SP opremljen infracrvenim teleskopom od 2,7 metara (106 inča). S stropom usluge od 11.600 do 13.700 metara (38.000 do 45.000 stopa), SOFIA je u stanju letjeti iznad 99% Zemljine atmosfere koja blokira infracrvene zrake i tražiti inače blijede objekte koristeći svoj Infracrvena kamera slabog objekta za teleskop SOFIA (PROGNOZA).
Kada su dr. Honnibal i njezini kolege promatrali Mjesec sa SOFIJE, ono što su primijetili bila je prisutnost molekula vode (H2O) u drugom najvećem krateru vidljivom sa Zemlje. Ovo je poznato kao krater Clavius, koji se nalazi na južnoj polutki Mjeseca i ima 231 km (143,5 mi) u promjeru i 3,5 km (2 mi) u dubini.
Kao što je Paul Hertz, direktor Odjela za astrofiziku u NASA-inoj Upravi za znanstvene misije (SMD), rekao u nedavnom Izjava NASA-e :
“Imali smo indicije da je H2O – poznata voda koju poznajemo – mogla bi biti prisutna na suncem obasjanoj strani Mjeseca. Sada znamo da je tu. Ovo otkriće dovodi u pitanje naše razumijevanje površine Mjeseca i postavlja intrigantna pitanja o resursima važnim za istraživanje dubokog svemira.”
Dok su prijašnja promatranja otkrila tragove vodika u ovom krateru, ali nisu mogla utvrditi je li to zbog vode ili hidroksila (OH). Ova kemikalija nastaje kada se molekularni kisik u lunarnom regolitu veže s atomima vodika, koji su rezultat nabijenih čestica (protona) koji izlaze sa Sunca (solarni vjetar) koji skupljaju elektrone dok putuju kroz svemir.
Podaci o nadmorskoj visini Mjeseca koji pokazuju bazen južnog pola-Aitken. Zasluge: NASA/GSFC/Sveučilište Arizona
Koristeći teleskop FORCAST, Honnibal i njezin tim uspjeli su donijeti tu odluku jer je vodik koji su otkrili imao specifičnu valnu duljinu koja je jedinstvena za molekule vode (6,1 mikrona). Kako je Honnibal objasnio:
“Prije promatranja SOFIA, znali smo da postoji neka vrsta hidratacije. Ali nismo znali koliko je, ako ih ima, zapravo molekula vode - kakve pijemo svaki dan - ili nečeg više poput čistača odvoda... Bez guste atmosfere, voda na osunčanoj lunarnoj površini jednostavno bi se trebala izgubiti u svemir. Ipak, nekako to vidimo. Nešto stvara vodu, a nešto je sigurno tamo zadržava.”
Podaci koje je dobila SOFIA otkrili su koncentraciju vode od 100 do 412 dijelova na milijun (ppm) u jednom kubičnom metru tla rasprostranjenog po površini Mjeseca. Ovo je ekvivalent boci od oko 350 ml (12 oz) i oko 100 puta manje vode nego što posjeduje pustinja Sahara. Unatoč ovoj maloj količini vode, otkriće je vrlo značajno jer postavlja nova pitanja o podrijetlu lunarne vode i kako ona može opstati.
Osim toga, ovo otkriće ima implikacije na istraživanje Mjeseca, posebno kada su u pitanju dugotrajne misije i lunarna staništa. Kao dio Projekt Artemis NASA nastoji uspostaviti program 'održivog istraživanja Mjeseca' koji će uključivati bazu oko južnog polarnog područja. Prisutnost vodenog leda ne samo da će osigurati opskrbu pitkom vodom, već bi se mogla koristiti i za proizvodnju pogonskog goriva.
'Voda je vrijedan resurs, kako za znanstvene svrhe tako i za korištenje od strane naših istraživača', rekao je Jacob Bleacher, glavni istraživač NASA-inog Uprave za ljudska istraživanja i operacije misije. “Ako možemo koristiti resurse na Mjesecu, tada možemo nositi manje vode i više opreme kako bismo omogućili nova znanstvena otkrića.”
Krupni plan SOFIJINOG teleskopa i primarnog zrcala. Zasluge: NASA/Tom Tschida
Ovo otkriće značajno je i zbog načina na koji predstavlja kulminaciju desetljeća istraživanja. Kada su astronauti Apolla prvi put sletjeli na Mjesec, vjerovalo se da je Mjesec potpuno suh. Zanimljivo je da su stijene koje su te misije vratile dale prve naznake lunarne vode, iako su one odbačene kao rezultat kontaminacije u to vrijeme.
Još jedan zanimljiv zaključak iz ovog najnovijeg otkrića je činjenica da to nije vrsta istraživanja koja misija SOFIA obično provodi. Uobičajeno, SOFIA-ina promatranja na velikim visinama vođena su kamerom koja prati zvijezde, što omogućuje kontrolorima da drže teleskop čvrsto zaključan na svom cilju. To uključuje blijede objekte (poput crvenih patuljaka i crnih rupa) ili udaljene objekte, poput zvjezdanih jata i galaksija.
Mjesec, koji nije ni slab ni dalek, obično bi ispunio cijelo vidno polje kamere vodiča. Nakon probnog promatranja u kolovozu 2018., NASA-ini znanstvenici bili su uvjereni da se isplati pokušati. Rekao je Naseem Rangwala, SOFIA-in projektni znanstvenik u NASA-inom istraživačkom centru Ames:
“Bio je to, zapravo, prvi put da je SOFIA pogledala Mjesec, a nismo ni bili potpuno sigurni hoćemo li dobiti pouzdane podatke, ali pitanja o Mjesečevoj vodi natjerala su nas da pokušamo. Nevjerojatno je da je ovo otkriće proizašlo iz onoga što je u suštini bio test, a sada kada znamo da to možemo, planiramo još letova kako bismo obavili više promatranja.”
SOFIJA u letu, s izloženim teleskopom. Slika: NASA/Jim Ross
Naravno, postoji niz neodgovorenih pitanja s kojima se znanstvenici još moraju boriti. Za početak, postavlja se pitanje jesu li naslage vode na suncem obasjanim dijelovima Mjeseca dostupne ili ne. Tu je i stalna misterija o podrijetlu lunarne vode (bilo da je proizvedena autohtono ili taložena), kako se ona može akumulirati i opstati u područjima obasjanim suncem, te kako se prenosi preko Mjeseca.
NASA se nada da će u bliskoj budućnosti provesti daljnja promatranja sa SOFIA-om kako bi prikupila više podataka i (nadajmo se) odgovorila na ova pitanja. Posebno će tražiti dodatne izvore vode na suncem obasjanim mjestima i tijekom različitih lunarnih faza. Ovi podaci također će informirati buduće misije poput NASA-e Volatiles koji istražuje polarni istraživački rover (VIPER), i pomoći stvoriti prve karte izvora vode za ljudsko istraživanje.
Daljnje čitanje: NASA , Astronomija prirode
