Обсерватория SOFIA нашла молекулы воды в лунном кратере

Астрономы при помощи летающей обсерватории SOFIA обнаружили молекулы воды в грунте лунного кратера Клавий. Несмотря на то, что содержание воды в грунте крайне мало, наблюдения показали, что ее молекулы способны сохраняться на видимой стороне Луны, будучи заключенными в частицы грунта. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Поиск и определение залежей водяного льда на Луне имеет крайне важное значение для будущих пилотируемых полетов к ней, а неоднородное распределение лунных ресурсов может привести к трудностям в реализации Договора о космосе. Считается, что лед и другие летучие вещества в замороженном состоянии на поверхности Луны могут сохраняться в «холодных ловушках» в полярных регионах, куда практически не попадает солнечный свет. Что же касается других районов Луны, то на большей части лунной поверхности водяной лед нестабилен, так как подвергается нагреву солнечными лучами и достаточно быстро сублимирует. Еще одним интересным моментом является факт регистрации при помощи инфракрасной спектроскопии гидратированных соединений на видимой стороне Луны аппаратами «Кассини», Deep Impact и «Чандраян-1», однако долгое время не было понятно, какой вклад в сигнал вносят молекулы воды, а какой гидроксильный ион.

Группа астрономов во главе с Кейси Хоннибалл (Casey Honniball) из Гавайского университета решила разобраться в этом вопросе, для этой цели ученые использовали летающую стратосферную обсерваторию SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), которая вела наблюдения на длине волны шесть микрометров за видимой стороной Луны в августе 2018 года. Целями для обсерватории стали кратер Клавиус, находящийся в высоких южных широтах, и Море Ясности, находящееся ближе к экватору Луны.

Анализ данных, полученных телескопом, показал, что как в поверхностном слое кратера Клавий, так и в его окрестностях содержатся молекулы воды в количестве от 100 до 400 микрограмм на грамм грунта. В среднем один кубический метр такого грунта содержит 340 граммов воды. Если сравнивать это с земными условиями, то пустыня Сахара содержит в сто раз больше воды, чем лунный реголит в кратере Клавий. Ученые подчеркивают, что им неизвестно какое-либо другое вещество, подходящее для Луны, которое бы имело подобные спектральные характеристики на длине волны шесть микрометров, а также отмечают, что погрешность измеренного содержания воды составляет около 80 микрограмм на грамм грунта.

Предполагается, что молекулы воды находятся внутри частиц ударного стекла или в пустотах между зернами реголита, что позволяет им сохраняться. Низкое содержание воды в Море Ясности можно, по мнению исследователей, объяснить падением небольших метеоритов, которые приводят к иссушению поверхностного слоя реголита толщиной в несколько сантиметров. Ученые отмечают, что работа демонстрирует ситуацию на Луне в отдельных местах и в современную эпоху и не может описать эволюцию содержания воды в лунном грунте на протяжении долгого времени. Дальнейшие наблюдения должны определить колебания содержания молекул воды в грунте в течение суток и более точно понять их распределение по поверхности спутника.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы составили и выложили в открытый доступ атлас южного полюса Луны, содержащий топографические карты, научные данные и мозаичные изображения поверхности южной полярной области спутника Земли.

Александр Войтюк