Skematisk diagram af Chang'E-5 in-situ spektral- og laboratorieprøveanalyse. Otte hyperspektre erhvervet af det indbyggede spektrometer viser 2,85 μm absorption. Hydroxylholdig apatitesinbasaltklast ses i tilbagespredt elektronbillede. Pyroxen (Pyx), Plagioklas (Pl), Ilmenit (Ilm), Troilite (Tro). Kredit:CNSA/GRAS
Prøver fra Månens Oceanus Procellarum, en gammel hoppebasalt, hvis navn oversættes til "Ocean of Storms", kan muligvis hjælpe med at bestemme kilden til månevand.
Kinas månelander Chang'E-5 leverede den første definitive bekræftelse på stedet i realtid af vandsignal i basaltens klipper og jord via spektralanalyse om bord i 2020. Fundet blev valideret gennem laboratorieanalyse af prøver, som landeren returnerede i 2021. Nu har Chang'E-5-holdet fastslået, hvor vandet kom fra.
Forskerne offentliggjorde deres resultater den 14. juni i Nature Communications .
"For første gang i verden blev resultaterne af laboratorieanalyse af månens returprøver og spektraldata fra in-situ måneoverfladeundersøgelser brugt i fællesskab til at undersøge tilstedeværelsen, formen og mængden af 'vand' i måneprøver," sagde co. -tilsvarende forfatter Li Chunlai fra National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC). "Resultaterne besvarer nøjagtigt spørgsmålet om fordelingsegenskaberne og vandkilden i Chang'E-5-landingszonen og giver en grundsandhed til fortolkning og estimering af vandsignaler i fjernmålingsundersøgelsesdata."
Chang'E-5 observerede ikke månens floder eller kilder; snarere identificerede landeren i gennemsnit 30 hydroxyldele pr. million i sten og jord på Månens overflade. Molekylerne, lavet af et oxygen- og et brintatom, er hovedingrediensen i vand, såvel som det mest almindelige resultat af vandmolekyler, der kemisk reagerer med andet stof. På trods af at det repræsenterer, hvad Li kaldte "den svage ende af månens hydreringsfunktioner", er hydroxyl at vande, hvad røg er at affyre:bevis.
Prøverne blev indsamlet under den varmeste del af Månens dag, ved temperaturer nær 200°F, hvor overfladen ville være på sit tørreste. Timingen falder også sammen med lav solvind, som kan bidrage til hydrering ved høj nok effekt.
Selv med sådanne dehydrerede forhold dukkede hydreringssignalerne stadig op - så spurgte forskerne, hvor kom de fra?
Først opdaget af landerens indbyggede månemineralogiske spektrometer i 11 sten- og jordprøver og yderligere bekræftet af fem yderligere flerdelte laboratorieanalyser på otte af prøverne, blev hydroxylen fundet at stamme fra to forskellige kilder. En lille del dukkede op i glasagtigt materiale fremstillet af solvinde, der forstyrrede månens overflade, ligesom det gjorde i en Apollo 11-prøve indsamlet i 1971 og testet i begyndelsen af 2000'erne. Men Chang'E-5-prøven indeholdt kun omkring en tredjedel af mængden af solvind-genereret, hydroxylholdigt glas som Apollo-prøven.
Dette tyder på, at solvinden stadig bidrog, om end svagt, til hydroxylindholdet observeret på Chang'E-5-landingsstedet. Hovedparten af hydroxylen i Chang'E-5-prøverne var indeholdt i apatit, et krystallinsk, fosfatrigt mineral, der naturligt fandtes at være på Månen såvel som på Jorden.
"Denne overskydende hydroxyl er hjemmehørende, hvilket viser tilstedeværelsen af månens indre vand i Chang'E-5 måneprøverne, og at vand spillede en vigtig rolle i dannelsen og krystalliseringen af den sene månebasaltiske magma," sagde Li med henvisning til til sammensætningen af Chang'E-5 landingsstedet i hoppebasalten af Oceanus Procellarum. "Ved at undersøge månevandet og dets kilde lærer vi mere om dannelsen og udviklingen af ikke bare Månen selv, men også solsystemet. Derudover forventes månevand at yde støtte til fremtidige menneskelige månens ressourcer in situ. "
Forskerne planlægger efterfølgende måneudforskninger med Chang'E-5's efterfølgere, Chang'E-6 og Chang'E-7. Ifølge Li vil de fortsætte med at forske i månevand via fjernmåling, on-site detektion og laboratorieanalyse for bedre at forstå kilden, distributionen og den tidsmæssige variation af månevand, herunder polaris. + Udforsk yderligere