Første bevis på, at vand kan skabes på månens overflade af Jordens magnetosfære

Før Apollo-æraen, månen blev anset for at være tør som en ørken på grund af de ekstreme temperaturer og barskhed i rummiljøet. Mange undersøgelser har siden opdaget månevand:is i skyggefulde polare kratere, vand bundet i vulkanske klipper, og uventede rustne jernaflejringer i månejorden. På trods af disse fund, der er stadig ingen sand bekræftelse af omfanget eller oprindelsen af ​​månens overfladevand.

Den fremherskende teori er, at positivt ladede brintioner drevet af solvinden bombarderer månens overflade og reagerer spontant for at lave vand (som hydroxyl (OH) ^- ) og molekylær (H ₂ O)). Imidlertid, en ny multinational undersøgelse offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve foreslår, at solvind måske ikke er den eneste kilde til vanddannende ioner. Forskerne viser, at partikler fra Jorden kan så månen med vand, såvel, antyder, at andre planeter også kunne bidrage med vand til deres satellitter.

Vand er langt mere udbredt i rummet, end astronomer først troede, fra overfladen af ​​Mars til Jupiters måner og Saturns ringe, kometer, asteroider og Pluto; det er endda blevet opdaget i skyer langt ud over vores solsystem. Det blev tidligere antaget, at vand blev inkorporeret i disse objekter under dannelsen af ​​solsystemet, men der er voksende beviser for, at vand i rummet er langt mere dynamisk. Selvom solvinden er en sandsynlig kilde til månens overfladevand, computermodeller forudsiger, at op til halvdelen af ​​det vil fordampe og forsvinde ved høje breddegrader i løbet af de cirka tre dage af fuldmånen, når den passerer inden for Jordens magnetosfære.

Overraskende nok, den seneste analyse af overfladehydroxyl/vandoverfladekort af Chandrayaan-1 satellittens Moon Mineralogy Mapper (M ³ ) viste, at månens overfladevand ikke forsvinder i denne magnetosfæreafskærmningsperiode. Jordens magnetfelt mentes at blokere solvinden i at nå månen, så vandet ikke kunne regenereres hurtigere, end det gik tabt, men forskerne fandt ud af, at dette ikke var tilfældet.

Ved at sammenligne en tidsserie af vandoverfladekort før, under og efter magnetosfærens transit, forskerne hævder, at månevand kunne genopfyldes af strømme af magnetosfæriske ioner, også kendt som "Jordens vind". Tilstedeværelsen af ​​disse jordafledte ioner nær månen blev bekræftet af Kaguya-satellitten, mens THEMIS-ARTEMIS satellitobservationer blev brugt til at profilere de karakteristiske træk ved ioner i solvinden i forhold til dem i magnetosfæren Jordvinden.

Tidligere Kaguya-satellitobservationer under fuldmånen opdagede høje koncentrationer af iltisotoper, der sivede ud af Jordens ozonlag og indlejret i månens jord, sammen med en overflod af brint-ioner i vores planets store udstrakte atmosfære, kendt som exosfæren. Disse kombinerede strømme af magnetosfære-partikler er fundamentalt forskellige fra dem i solvinden. Dermed, den seneste påvisning af overfladevand i denne undersøgelse tilbageviser afskærmningshypotesen og antyder i stedet, at magnetosfæren selv skaber en "vandbro", der kan genopbygge månen.

Undersøgelsen beskæftigede et tværfagligt team af eksperter fra kosmokemi, rumfysik og planetarisk geologi for at kontekstualisere dataene. Tidligere fortolkninger af overfladevand tog ikke hensyn til virkningerne af jordioner og undersøgte ikke, hvordan overfladevand ændrede sig over tid. De eneste overfladekort og partikeldata, der er tilgængelige under en fuldmåne i magnetosfæren, var om vinteren og sommeren 2009, og det tog de sidste mange år at analysere og fortolke resultaterne. Analysen var især vanskelig på grund af de sparsomme observationer, som var nødvendige for at sammenligne de samme månens overfladeforhold over tid og for at kontrollere temperatur og overfladesammensætning.

I lyset af disse resultater, fremtidige studier af solvinden og planetvinde kan afsløre mere om udviklingen af ​​vand i vores solsystem og de potentielle virkninger af sol- og magnetosfærens aktivitet på andre måner og planetlegemer. Udvidelse af denne forskning vil kræve nye satellitter udstyret med omfattende hydroxyl/vand kortlægningsspektrometre, og partikelsensorer i kredsløb og på månens overflade for fuldt ud at bekræfte denne mekanisme. Disse værktøjer kan hjælpe med at forudsige de bedste regioner til fremtidig udforskning, minedrift og eventuel bosættelse på månen. Praktisk talt, denne forskning kan påvirke udformningen af ​​kommende rummissioner for bedre at beskytte mennesker og satellitter mod partikelstrålingsfarer, og også forbedre computermodeller og laboratorieforsøg af vanddannelse i rummet.