Naukowcy lepiej zrozumieli, skąd wzięła się woda na Księżycu

Astronomowie wskazują, że woda na Księżycu nie jest pozostałością jednego dużego zdarzenia, lecz efektem długotrwałego procesu trwającego miliardy lat. Analizy wskazują, że lód stopniowo gromadził się w wiecznie zacienionych kraterach, co może mieć kluczowe znaczenie dla przyszłej eksploracji Srebrnego Globu.

Skąd się wzięła woda na Księżycu

W ramach nowego badania, naukowcy pod kierownictwem profesora Paula Hayne’a z University of Colorado Boulder, odkryli, że woda prawdopodobnie gromadziła się na Księżycu stopniowo przez miliardy lat, a nie podczas jednego większego wydarzenia. Badanie zostało opublikowane swoje wyniki w czasopiśmie „Nature Astronomy”.

Dotychczasowe badania wskazywały, że woda może być na Księżycu dość powszechna. Gromadzi się ona na jego powierzchni w postaci lodu w głębokich, ciemnych kraterach wokół południowego bieguna. Jednak materiał ten się tam znalazł lub dlaczego występuje w jednych kraterach, a w innych nie, było dla naukowców niejasne.

Analizy nie pozwoliły dokładnie wskazać źródła jej pochodzenia, ale wykluczają kilka możliwości, w tym scenariusz, w którym woda dotarła na Srebrny Glob w wyniku jednego dużego wydarzenia, takiego jak uderzenia ogromnej komety.

„Najstarsze kratery Księżyca zawierają najwięcej lodu. Sugeruje to, że woda gromadziłą się tam mniej więcej nieprzerwanie przez nawet 3 do 3,5 miliarda lat. Woda na Księżycu będzie też zapewne bardzo ważnym zasobem astronautów. Przyszli eksploratorzy mogliby wydobywać lód na potrzeby wody pitnej, a nawet do produkcji paliwa rakietowego poprzez rozdzielanie atomów wodoru i tlenu” – mówi profesor Paul Hayne z University of Colorado Boulder.

„Odnalezienie wody poza Ziemią w postaci ciekłej i możliwej do wykorzystania to jedno z najważniejszych wyzwań w astronomii” – podkreśla Oded Aharonson z Weizmann Institute of Science.

Ciemne kratery

Astronomowie wskazali kilka możliwych źródeł pochodzenia wody na Księżycu, jednym z założeń było to, że wulkanizm w odległej przeszłości mógł ją transportować z głębi Srebrnego Globu na jego powierzchnię. Mogła ona także docierać wraz z kometami lub asteroidami, a także poprzez wiatr słoneczny, stały strumień naładowanych cząstek emitowanych przez Słońce, które przemierzają cały Układ Słoneczny.

„Poprzez wiatr słoneczny nieustanny strumień wodoru bombarduje Księżyc, a jego część może być przekształcana w wodę na jego powierzchni” – tłumaczy Paul Hayne.

Niezależnie od źródła, naukowcy wskazują, że lód gromadzi się w tzw. „pułapkach zimna”, które są kraterami na powierzchni Księżyca, w których panuje permanentny cień, a światło słoneczne nie padało tam od nawet przez miliardy lat.

Obserwacje za pomocą instrumentu Lyman Alpha Mapping Project (LAMP) na pokładzie Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), który został wystrzelony w 2009 roku, wykazały oznaki możliwej obecności lodu w niektórych z tych kraterów.

„Jasne jest, że lód ma nierównomierne rozmieszczenie. Nie występuje w tych samych ilościach w każdym kraterze. I dotychczas nie odkryto na to dobrego wyjaśnienia” – zaznacza Paul Hayne.

Gdzie znajduje się najwięcej wody?

Naukowcy próbując rozwiązać tę tajemnicę przyjrzeli się lepiej historii Księżyca. Wykorzystali dane dotyczące temperatur powierzchniowych z pozyskanych z instrumentu Diviner umieszczonego na orbiterze LRO oraz symulacje komputerowe, aby przeanalizować, to jak ewoluowały kratery na powierzchni Srebrnego Globu.

Astronomowie, wskazali, że Księżyc nie zawsze miał orientację taką jak obecnie. Jego nachylenie względem Ziemi zmieniało się w czasie. W rezultacie kratery, które dziś znajdują się w cieniu, mogły w przeszłości być oświetlone. Na podstawie symulacji badacze stworzyli listę „pułapek zimna”, które najdłużej pozostawały w ciemności.

Odkryciem, które szczególnie zadziwiło naukowców było to, że to właśnie w najstarszych i najciemniejszych kraterach na Księżycu, instrument LAMP wykrył największe oznaki obecności lodu.

Badanie to może pomóc wskazać miejsca najlepsze go poszukiwań wody. Na przykład krater Haworth, położony w pobliżu południowego bieguna, prawdopodobnie pozostaje w cieniu od ponad 3 miliardów lat i jest jednym z głównych miejsc, w których naukowcy spodziewają się odkryć duże ilości tego zasobu.

„Ostatecznie pytanie o źródło pochodzenia wody na Księżycu będzie można rozstrzygnąć jedynie poprzez analizę próbek. Będziemy musieli udać się na Księżyc, aby przeanalizować te próbki na miejscu albo znaleźć sposób, by sprowadzić je z na Ziemię” – podsumowuje Paul Hayne.

Emil Gołoś