Powstała najdokładniejsza mapa zawartości wodoru na Księżycu

Powstała pierwsza kompletna mapa zawartości wodoru na Księżycu. Identyfikuje ona dwa rodzaje materiałów księżycowych zawierających zwiększoną ilość wodoru i potwierdza wcześniejsze koncepcje dotyczące tego pierwiastka (oraz wody) na Srebrnym Globie.
Na Księżycu jest całkiem sporo wodoru
Na Księżycu jest całkiem sporo wodoru

Bazując na danych zebranych ponad 20 lat temu, naukowcy z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) zakończyli proces tworzenia mapy opisującej pokłady wodoru na Księżycu. Do jej opracowania wykorzystano dane o neutronach orbitalnych z misji Lunar Prospector, wystrzelonej przez NASA w 1998 r. Krążyła wokół Srebrnego Globu przez 1,5 roku i przesłała pierwsze bezpośrednie dowody na obecność zwiększonej ilości wodoru na księżycowych biegunach.

Czytaj też: Na Księżycu powstał podwójny krater. Tylko co go utworzyło?

Kiedy gwiazda wybucha, uwalnia promienie kosmiczne, czyli wysokoenergetyczne protony i neutrony, przemieszczające się w przestrzeni z prędkością niemalże światła. Kiedy wchodzą one w kontakt z powierzchnią planety lub księżyca, rozbijają atomy znajdujące się na tych obiektach, wysyłając protony i neutrony w powietrze. Badając ich ruch, można zidentyfikować pierwiastek i określić, gdzie występuje.

Wyobraź sobie, że grasz w bilard i bila biała reprezentuje neutrony, a pozostałe reprezentują wodór. Kiedy uderzasz bilę swoim kijem, przestaje się poruszać, a inna jest wprawiana w ruch, ponieważ oba obiekty mają taką samą masę. Podobnie, gdy neutron styka się z wodorem, ginie i przestaje się poruszać, a wodór zostaje wprawiony w ruch. Kiedy widzimy mniejszą liczbę poruszających się neutronów, jest to wskazówka, że obecny jest wodór.David Lawrence z APL

Naukowcy skalibrowali dane, aby określić uwalniane ilości wodoru poprzez odpowiedni spadek neutronów mierzonych przez spektrometr neutronowy, jeden z pięciu instrumentów zamontowanych na Lunar Prospector.

Byliśmy w stanie połączyć dane z próbek gleby księżycowej z misji Apollo z tym, co zmierzyliśmy z kosmosu i w końcu po raz pierwszy złożyć pełny obraz księżycowego wodoru.David Lawrence z APL
Rozkład wodoru na biegunie południowym Księżyca, w kierunku 70 stopni szerokości geograficznej. /Fot. Johns Hopkins APL

Stworzona mapa potwierdza zwiększoną zawartość wodoru w dwóch rodzajach materiałów księżycowych. Pierwszy z nich – krater Aristarchus – zawiera największe na Księżycu złoże piroklastyczne. Są to fragmenty skał wyrzuconych z wulkanów, potwierdzające wcześniejsze obserwacje, że wodór i/lub woda odgrywały rolę w księżycowych wydarzeniach magmatycznych. Drugi to skały typu KREEP, które zawierają potas (K), pierwiastki ziem rzadkich (REE) i fosfor (P).

Kiedy Księżyc pierwotnie się uformował, był to stopiony gruz z ogromnego zderzenia z Ziemią. W miarę ochładzania, z roztopionego materiału tworzyły się minerały, a KREEP jest ostatnim rodzajem materiału, który krystalizuje i twardnieje.David Lawrence z APL

Nowa mapa nie tylko uzupełnia spis wodoru na Księżycu, ale może również doprowadzić do ilościowego określenia, ile wodoru i wody było obecnych na Księżycu w momencie jego narodzin. W 2013 roku naukowcy z APL potwierdzili również obecność lodu wodnego na biegunach na Merkurym, wykorzystując dane ze spektrometru neutronowego na sondzie kosmicznej MESSENGER. Odkrycia te są ważne nie tylko dla zrozumienia Układu Słonecznego, ale także dla planowania przyszłej eksploracji kosmosu.