Lunar Reconnaissance Orbiter finder nye tegn på frost på månens overflade

Forskere bruger data fra NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter, eller LRO, har identificeret lyse områder i kratere nær månens sydpol, der er kolde nok til at have frost til stede på overfladen.

Det nye bevis kommer fra en analyse, der kombinerede overfladetemperaturer med information om, hvor meget lys der reflekteres fra månens overflade.

"Vi fandt ud af, at de koldeste steder nær månens sydpol også er de lyseste steder - lysere, end vi ville forvente af jord alene - og det kan tyde på tilstedeværelsen af ​​overfladefrost, " sagde Elizabeth Fisher, hovedforfatteren af ​​undersøgelsen, udgivet i Icarus. Fisher udførte dataanalysen, mens hun forskede på University of Hawai'i i Manoa efter at have opnået sin bachelorgrad. Hun er nu kandidatstuderende ved Brown University.

De iskolde aflejringer ser ud til at være plettede og tynde, og det er muligt, at de er blandet med overfladelaget af jord, støv og små sten kaldet regolitten. Forskerne siger, at de ikke ser vidder af is, der ligner en frossen dam eller skøjtebane. I stedet, de ser tegn på overfladefrost.

Frosten blev fundet i kuldefælder tæt på månens sydpol. Kuldefælder er permanent mørke områder - placeret enten på gulvet i et dybt krater eller langs en sektion af kratervæggen, der ikke modtager direkte sollys - hvor temperaturen forbliver under minus 260 grader Fahrenheit (minus 163 grader Celsius). Under disse forhold, vandis kan bestå i millioner eller milliarder af år.

For mere end et halvt århundrede siden, videnskabsmænd foreslog, at månens kuldefælder kunne opbevare vandis, men at bekræfte denne hypotese viste sig at være udfordrende. Observationer foretaget af NASAs Lunar Prospector orbiter i slutningen af ​​1990'erne identificerede brintrige områder nær månens poler, men kunne ikke afgøre, om dette brint var bundet i vand eller var til stede i en anden form. At forstå arten af ​​disse indskud har været et af de drivende mål for LRO, som har kredset om månen siden 2009.

Fisher og hendes kolleger fandt tegn på månens frost ved at sammenligne temperaturmålinger fra LRO's Diviner-instrument med lysstyrkemålinger fra rumfartøjets Lunar Orbiter Laser Altimeter, eller LOLA. I disse sammenligninger, de koldeste områder nær sydpolen var også meget lyse, indikerer tilstedeværelsen af ​​is eller andre stærkt reflekterende materialer. Forskerne så på de højeste overfladetemperaturer, fordi vandis ikke holder, hvis temperaturen kryber over den afgørende tærskel.

Resultaterne stemmer overens med et andet teams analyse af LRO-data, rapporteret i 2015. Denne undersøgelse sammenlignede toptemperaturer med ultraviolet, eller UV, data fra Lyman-Alpha Mapping Project, eller LAMPE. Både LOLA og LAMP er i stand til at måle overfladens lysstyrke uden sollys. LOLA gør det ved at måle reflekteret laserlys, og LAMPE, ved at måle reflekteret stjernelys og brints UV-skyglød.

"Disse resultater viser endnu en gang værdien af ​​at studere månen fra kredsløb på lang sigt, " sagde John Keller, LRO-projektets videnskabsmand ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Alt dette arbejde begynder med omfattende datasæt, der består af års kontinuerlige målinger."

Sammen, de to undersøgelser styrker sagen om, at der er frost i kuldefælder nær månens sydpol. Indtil nu, imidlertid, forskere har ikke set de samme tegn nær månens nordpol.

"Det, der altid har været spændende ved månen, er, at vi forventer at finde is, hvor som helst temperaturerne er kolde nok til is, men det er ikke helt, hvad vi ser, " sagde Matt Siegler, en forsker ved Planetary Science Institute i Dallas, Texas, og en medforfatter på undersøgelsen.

Vandis og andre aflejringer er også blevet identificeret i kuldefælder nær nordpolen på Merkur. Selvom det er den nærmeste planet til solen, Merkur ser ud til at have op til 400 gange mere is end månen har, efter Sieglers skøn. Forskere er stadig ved at finde ud af, hvilket scenarie der er "mere normalt."

Et andet fristende spørgsmål er, hvor gammel månens is er. Hvis vandet blev leveret af iskolde kometer eller asteroider, det kunne være lige så gammelt som solsystemet og kunne markere den tidlige levering af vand til Jorden og månen. Men hvis vandet blev produceret af kemiske reaktioner drevet af solvinden, det er meget nyere. Eller begge dele kan være sande. Der kan være æoner gamle isaflejringer begravet under jorden og nyere vand ved overfladen.

I hvert fald Siegler sagde, der er nok beviser nu til at argumentere for yderligere undersøgelse. Ikke alene kunne månens is give ressourcer til udforskning, det kan også hjælpe os med at forstå oprindelsen af ​​Jordens vand.