Частицы солнечного ветра могут быть источником воды на Луне

Группа американских учёных пришла к выводу, что наиболее вероятным источником воды, запертой в лунном грунте, является солнечный ветер.

В последние годы наблюдения с помощью космических зондов и анализ образцов, доставленных на Землю «Аполлонами», опровергли представление о том, что Луна суха. Например, в 2009-м аппарат LCROSS врезался в постоянно затенённый лунный кратер, и в материале, выброшенном столкновением, было обнаружено на удивление много водного льда. Вода и родственные соединения были также найдены в реголите — слое пыли и камней, покрывающем лунную поверхность.

Крупинка агглютината — стекловидного образования в лунном реголите (изображение авторов работы).

Но происхождение воды на поверхности Луны остаётся неясным. Это главным образом результат столкновений с насыщенными водой кометами и прочим космическим мусором — или же есть и другие источники? Теоретические модели стабильности лунной воды, построенные в конце 1970-х, говорили о том, что ионы водорода (протоны) из солнечного ветра могут объединяться с кислородом на поверхности Луны и образовывать воду и сопутствующие соединения гидроксильной группы.

Ян Лю из Университета Теннеси (США) и её коллеги нашли новое подтверждение этой гипотезы путём анализа образцов, привезённых «Аполлонами». Действительно, в стекловидных образованиях (агглютинатах), возникших в лунном реголите в результате падения микрометеоритов, обнаружено значительное количество гидроксилов.

Общими усилиями инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье и вторичная ионная масс-спектрометрия оказались способны определить химическую форму водорода в веществе, а также его количество и изотопный состав. Тем самым удалось выяснить, что источником гидроксила стали протоны солнечного ветра, объединившиеся с атомами кислорода.

Реголит на Луне повсюду, а на стекло приходится приблизительно половина реголита. Получается, что гидроксил широко распространён в лунном материале, хотя это, конечно, не лёд или жидкая вода, которыми могли бы легко воспользоваться обитатели лунных баз будущего.

Следовательно, лёд в постоянно затенённых полярных кратерах Луны, иногда называемых холодными ловушками, может содержать водородные атомы, в конечном счёте полученные из солнечного ветра. «Это также означает, что вода, вероятно, существует на Меркурии и на астероидах, таких как Веста или Эрос, и далее в пределах Солнечной системы, — подмечает г-жа Лю. — У всех них очень разные условия на поверхности, но есть возможность произвести воду».

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Подготовлено по материалам Мичиганского университета.