Все новости

Метеорные потоки выбивают из Луны до 200 тонн воды в год. Следы этих «брызг» засек масс-спектрометр аппарата LADEE

Проанализировав данные с масс-спектрометра на борту аппарата LADEE, ученые NASA, Университета Джонса Хопкинса и Мэрилендского университета пришли к выводу, что где-то на глубине трех метров под лунной поверхностью могут залегать слои, «пропитанные» водой. Метеориты, бьющие в поверхность Луны, выбивают из нее «брызги».

Согласно современным данным, вода на Луне есть только в форме льда. Большая ее часть находится в кратерах на полюсах Луны, куда никогда не падает солнечный свет. Еще какая-то доля, судя по всему, может находиться под поверхностью нашего естественного спутника. Недавние данные, полученные спускаемыми зондами, например эксперимента Deep Impact, продемонстрировали, что в атмосфере Луны и на ее поверхности присутствуют гидроксильные группы, входящие, в частности, в состав воды. Их основной источник пока остается неизвестным, но новые данные позволяют его уточнить.

Эти данные получил аппарат LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, т.е. «исследователь лунной атмосферы и пылевого окружения»), который кружил над Луной по круговой ретроградной орбите с ноября 2013-го по апрель 2014 года. При помощи одного из своих инструментов, нейтрального масс-спектрометра (NMS), он собирал данные о составе лунной экзосферы (внешнего слоя атмосферы). Измерения проводились в первую очередь для того, чтобы определить объем гелия, неона, аргона и метана в ней.

Масс-спектрометр NMS
Описание
Масс-спектрометр NMS

Однако кроме этого масс-спектрометр LADEE заметил и следы водных соединений. Он регистрировал их присутствие в моменты включения спектрометра, и молекулы воды (или гидроксильные группы, спектрометр не умеет различать OH и H2О) попадали на сенсор. По-видимому, это происходило потому, что они собирались на инструменте за время его бездействия, которое в среднем длилось 129 минут. Из 743 таких «водных событий» 214 были более интенсивными, чем другие, то есть объем воды в экзосфере Луны в этим моменты был выше.

Все они пришлись на периоды с середины ноября 2013-го по середину января 2014 года. Между длительностью периода бездеятельности инструмента и объемом воды, который он детектировал при включении, корреляции не было. Следовательно, причину следовало искать в другом.

Читайте также: Космическая лихорадка. Насколько реальны планы добывать полезные ископаемые в космосе

Ученые предположили, что «лишняя» вода в экзосфере Луны возникает в результате падения на ее поверхность тел из метеорных потоков, таких как Леониды, Геминиды и Квадрантиды. Их активность возрастает как раз в период с ноября по январь. Согласно данным Международного астрономического союза (МАС, International Astronomical Union, IAU), за время научной фазы LADEE в земной атмосфере было зарегистрировано 40 «сеансов падающих звезд», 32 из них не пересекались по времени, все они были вызваны метеорными потоками достаточной ширины, чтобы затронуть не только Землю, но и Луну. В пользу этого говорило также то, что датчик пыли LDEX на борту LADEE также зафиксировал увеличение плотности пыли в экзосфере Луны.

Построив по «водным событиям» на спектрометре соответствующую модель, ученые отметили, что она частично совпадает с данными по «метеоритным событиям» LDEX и MAC (последних было больше, поскольку, видимо, не каждое такое событие было достаточным для генерации «водных»). 29 пиков в показаниях NMS приходились на район плюс-минус 48 часов от максимальной плотности метеорного потока, а пикам Леонид и Геминид соответствовали особенно интенсивные «водные события» в данных спектрометра. Согласовывались показания NMS и с данными Международной метеорной организации (International Meteor Organization, IMO), которая наблюдает за падениями метеороидов на Землю.

Сопоставление данных о плотности потока Геминид (синие точки) и данных NMS о содержании воды в экзосфере Луны (красные точки)
Описание
Сопоставление данных о плотности потока Геминид (синие точки) и данных NMS о содержании воды в экзосфере Луны (красные точки)

Эти данные подтверждают тезис о том, что столкновение метеоритов с Луной поднимает во внешний слой спутника Земли водные брызги объемом от 0,15 грамма до тонны. Подобное, считают исследователи, возможно только при условии, что вода берется из верхних сантиметров лунного реголита. По их оценкам, общий объем воды, выходящий таким образом из-под поверхности Луны, может достигать 200 тонн в год.

Дальнейшее моделирование показало, что подобные объемы воды могут «высекаться» из грунта Луны в том случае, если толщина слоя, содержащего воду, — около 8 сантиметров, а глубина его залегания должна быть как минимум 3 метра. Ученые предполагают, что вода, с одной стороны, появляется в этих слоях в результате взаимодействия водорода из солнечного ветра с оксидом железа в поверхности Луны, а с другой — эти слои также могут напитываться влагой из гипотетических древних запасов воды на глубине естественного спутника нашей планеты.

 Иван Шунин