AD Orion

Astronomsko društvo Orion

Led na Mjesecu: Naučni rezultati i budućnost

Prvi naučni rezultati  Lunar Reconnaisance Orbiter-a (LRO)

LRO je lansiran 18. juna 2009. i stigao u orbitu Mjeseca nekoliko dana kasnije. Na sondi se nalazilo 7 naučnih instrumenata. 17. septembra javnosti su predstavljeni prvi podaci pristigli sa letjelice. Jedan od instrumenata, nazvan „Diviner“, trebalo je da napravi globalnu temperaturnu kartu Mjeseca. Omogućio je mjerenja temperature u području oko Mjesečevog Južnog pola znatno preciznija od izvršenih ranije (Slika 6). Na nekim mjestima u stalnoj sjeni vrlo je hladno, sve do -238 °C. Radi se o jednom od najhladnijih područja u Sunčevom sistemu.

1

Slika 6. Dnevne i noćne temperature na Mjesečevom Južnom polu mjerene pomoću LRO Jedan drugi instrument registrovao je prisustvo hidrogena na Mjesecu. Hidrogen je potencijalni marker za vodu ili led. Postoje spekulacije da bi se u južnim polarnim područjima mogle naći milijardama godina stare nakupine leda.

Treći instrument vršio je precizna topografska mjerenja područja oko Južnog pola (Slika7). Tu ima kratera s unutrašnjosću pokrivenom prašinom koji mogu biti iskorišteni kao mjesta za spuštanje novih ekspedicija, ali i neprohodnih područja sa mnogo stijenja.

Slika 7. Precizna mjerenja jednim od LRO-ovih instrumenata pokazala su nam topografiju južnih polarnih područja mnogo preciznije nego što je bila ranije poznata. Zeleno je visoko, a plavo nisko.

Slika 7. Precizna mjerenja jednim od LRO-ovih instrumenata pokazala su nam topografiju južnih polarnih područja mnogo preciznije nego što je bila ranije poznata. Zeleno je visoko, a plavo nisko.

Molekule vode pronađene na Mjesecu

Sedmicu nakon obznanjivanja prvih podataka sa LRO obilježila je bujica novih rezultata u istraživanju Mjeseca, zabilježenih i u člancima u časopisu „Science“. Spektrometri sa tri različite svemirske sonde registrovali su molekule vode i to u znatno većim koncentracijama nego što je to bilo očekivano, iako se svakako radilo o vrlo malim koncentracijama, do jedne od hiljadu molekula u materijalu na površini. Nađene su i molekule hidroksila, OH, koje se sastoje od jednog atoma hidrogena i jednog atoma oksigena. Ova posmatranja izvršio je NASA-in uređaj Moon Mineralogy Mapper koji se nalazio na indijskoj letjelici „Chandrayaan-1“. Nove analize podataka sa „Cassinija“  koji je prošao pored Mjeseca 1999 i letjelice EPOXI koja je skanirala povrsinu Mjeseca prolazeći pored njega na svom putu do komete 103P/Hartley potvrdile su ove nalaze. Svakako, kada govore o „vodi na Mjesecu“, naučnici preciziraju da je to daleko od starih predstava o tekućoj vodi na površini koje su dale ime velikim tamnim površinama- „morima“, kao što je „Mare Imbrium“. Radi se o molekulama H2O (vode) i HO (hidroksila) raspršenim u gornjim milimetrima površine Mjeseca, koja se uglavnom sastoji od stijene, kamenja, pijeska i prašine (Slika 8). Iako su molekule vode pronađene, tamo nije baš vlažno. Ustvari je usred  Sahare vlažnije.

Slika 8. Ove slike pokazuju područje izvan jednog vrlo mladog kratera na strani Mjeseca koja je uvijek okrenuta od Zemlje. Lijevo vidimo područje onako kako ono izgleda u infracrvenom dijelu spektra, a s desne strane raspodjelu minerala bogatih vodom i hidroksilom (plavo) u istom tom području. I materijal bogat vodom kao i onaj bogat hidroksilom nađeni su u materijalu izbačenom iz kratera.

Slika 8. Ove slike pokazuju područje izvan jednog vrlo mladog kratera na strani Mjeseca koja je uvijek okrenuta od Zemlje. Lijevo vidimo područje onako kako ono izgleda u infracrvenom dijelu spektra, a s desne strane raspodjelu minerala bogatih vodom i hidroksilom (plavo) u istom tom području. I materijal bogat vodom kao i onaj bogat hidroksilom nađeni su u materijalu izbačenom iz kratera.

Nalazi molekula vode nisu ograničeni na područja u blizini Mjesečevih polova.  Iako koncentracija prema polovima raste, voda je pronađena na svi širinama. Pošto se voda iz ekvatorijalnih područja brzo gubi, znači da tamo stalno pristižu nove molekule vode.

Isto tako, opservirane su dnevne varijacije koncentracije H2O. Prirodno, u područjima izloženim sunčanoj svjetlosti, koncentracija opada u toku dvije sedmice dugog dana. To što ona ponovo raste u toku isto toliko duge noći može imati veze sa dotokom čestica iz sunčanog vjetra (Slika 9). One dolaze golemom brzinom i mogu reagovati sa atomima oksigena u gornjem sloju Mjesečeve površine te graditi molekule vode (Slika 10).

Slika 9. Ilustracija pokazuje strujanje nabijenih jona hidrogena koji stižu sa Sunca sa sunčanim vjetrom. Naučnici se pitaju da li to može da objasni postojanje molekula vode na čitavoj površini Mjeseca, dakle i u onim područjima koja su izložena svjetlosti Sunca.

Slika 9. Ilustracija pokazuje strujanje nabijenih jona hidrogena koji stižu sa Sunca sa sunčanim vjetrom. Naučnici se pitaju da li to može da objasni postojanje molekula vode na čitavoj površini Mjeseca, dakle i u onim područjima koja su izložena svjetlosti Sunca.

Slika 10. Slika shematski pokazuje kako sunčani vjetar može prouzročiti dnevnu (Mjesečev dan=29 zemaljskih) varijaciju koncentraciju molekula vode u gornjem sloju Mjesečeve površine. Ujutro, kada je hladno koncentracija vodenih u hidroksilnih molekula (crveno i bijelo na slici) je relativno visoka. Neki istraživači smaraju da se dio vode i hidroksila stvara kada se joni hidrogena iz sunčanog vjetra sudaraju sa površinom Mjeseca i hemijski reaguju sa molekulama oksigena u površinskom sloju, na dubinu od nekoliko milimetara. Oko podneva, kada je površina najtoplija, nešto od vode i hidroksila ispari. Uveče, kada ponovo zahladi, koncentracija nešto poraste.

Slika 10. Slika shematski pokazuje kako sunčani vjetar može prouzročiti dnevnu (Mjesečev dan=29 zemaljskih) varijaciju koncentraciju molekula vode u gornjem sloju Mjesečeve površine. Ujutro, kada je hladno koncentracija vodenih u hidroksilnih molekula (crveno i bijelo na slici) je relativno visoka. Neki istraživači smaraju da se dio vode i hidroksila stvara kada se joni hidrogena iz sunčanog vjetra sudaraju sa površinom Mjeseca i hemijski reaguju sa molekulama oksigena u površinskom sloju, na dubinu od nekoliko milimetara. Oko podneva, kada je površina najtoplija, nešto od vode i hidroksila ispari. Uveče, kada ponovo zahladi, koncentracija nešto poraste.

Prekretnica u istraživanju Mjeseca

Opisani rezultati učinili su da su ljudi po prvi put mogu s pravom reći: „Znamo da na Mjesecu ima leda!“ Što je još značajno? Istraživači su smatrali da je Mjesec sasvim slobodan od H2O osim u zasjenjenim mjestima na dnu dubokih kratera u polarnim područjima. Ali sada je otkriveno da je H2O na Mjesecu  posvuda prisutna. To znači da se koncentaracija molekula mora stalno obnavljati. Da nije tako, odavno bi bila jednaka nuli, pošto te molekule bježe s Mjeseca kada je Sunce visoko na nebu. Možda tu značajnu ulogu igra sunčani vjetar, ali u to nismo sigurni. Nova otkrića dovela su do mnogih novih pitanja, te se na osnovu njih formuliraju novi istraživački programi.  Mehanizmi obnavljanja koncentarcije vode na Mjesecu vjerojatno su aktivni i na drugim svjetovima Sunčevog sistema, na primjer na Merkuru. Otkrića će inspirisati nova istraživanja, i to ne samo Mjeseca, već i čitavog Sunčevog sistema, kao i planeta van njega.

Updated: May 19, 2016 — 10:53 pm
Astronomsko društvo Orion © 2016 Frontier Theme