Η κατανόηση της συγκέντρωσης και της κατανομής του νερού στη Σελήνη είναι κρίσιμη για την κατανόηση του σχηματισμού και της εξέλιξής του, καθώς και για την παροχή υδάτινων πόρων στις μελλοντικές ανθρώπινες εξερευνήσεις. Μια νέα ανακάλυψη μπορεί να βοηθήσει στην ερμηνεία της προέλευσης του πάγου που έχει ανακαλυφθεί στις μόνιμα σκιασμένες περιοχές της Σελήνης.
Μία νέα μελέτη, με επικεφαλής τον πλανητικό επιστήμονα Shuai Li του Πανεπιστημίου της Χαβάης στη Mānoa, διαπίστωσε ότι τα υψηλών ενεργειών ηλεκτρόνια στο φύλλο πλάσματος της Γης (μια περιοχή παγιδευμένων φορτισμένων σωματιδίων μέσα στη μαγνητόσφαιρα, η οποία αποτελεί περιοχή του χώρου γύρω από τη Γη που σχηματίζεται λόγω του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη) συμβάλλουν στις διεργασίες διάβρωσης της επιφάνειας της Σελήνης και ότι, επίσης, τα ηλεκτρόνια μπορεί να βοηθούν στο σχηματισμό νερού στη σεληνιακή επιφάνεια. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό “Nature Astronomy”.
Η μαγνητόσφαιρα προστατεύει τη Γη από την διαστημική φθορά/διάβρωση, και την καταστροφική ακτινοβολία από τον Ήλιο. Ο ηλιακός άνεμος σπρώχνει τη μαγνητόσφαιρα και την αναδιαμορφώνει, δημιουργώντας μια μακριά ουρά στη νυχτερινή πλευρά. Το φύλλο πλάσματος εντός αυτής της μαγνητοουράς είναι μια περιοχή που αποτελείται από ηλεκτρόνια και ιόντα υψηλής ενέργειας, τα οποία μπορεί να προέρχονται και από τη Γη, και από τον ηλιακό άνεμο.
Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες επικεντρώνονταν κυρίως στον ρόλο των ιόντων υψηλής ενέργειας, σχετικά με την διαστημική διάβρωση της Σελήνης και των άλλων σωμάτων χωρίς ατμόσφαιρα. Ο ηλιακός άνεμος, ο οποίος αποτελείται από σωματίδια υψηλής ενέργειας -όπως πρωτόνια- βομβαρδίζει τη σεληνιακή επιφάνεια και αυτό πιστεύεται ότι αποτελεί έναν από τους κύριους τρόπους με τους οποίους έχει σχηματιστεί νερό στη Σελήνη.
Βασιζόμενος σε προηγούμενη εργασία του, με την οποία έδειξε ότι το οξυγόνο της μαγνητοουράς της Γης οξειδώνει (σκουριάζει) τον σίδηρο στις πολικές περιοχές της Σελήνης, ο Li, ερευνητής στη “Σχολή Επιστήμης και Τεχνολογίας των Ωκεανών και της Γης” στο “UH Mānoa”, ενδιαφέρθηκε να διερευνήσει τις αλλαγές στην επιφανειακή διάβρωση, όταν η Σελήνη διέρχεται από τη μαγνητοουρά της Γης· μια περιοχή που προστατεύει σχεδόν πλήρως τη Σελήνη από τον ηλιακό άνεμο -αλλά όχι από τα φωτόνια του Ήλιου.
«Αυτό παρέχει ένα φυσικό εργαστήριο, για την μελέτη των διαδικασιών σχηματισμού των σεληνιακών επιφανειακών υδάτων», λέει ο Λι. «Όταν η Σελήνη βρίσκεται έξω από τη μαγνητοουρά, η επιφάνειά της, βομβαρδίζεται από τον ηλιακό άνεμο. Μέσα στη μαγνητοουρά, σχεδόν δεν υπάρχουν πρωτόνια ηλιακού ανέμου, και έτσι ο σχηματισμός νερού αναμενόταν να μειωθεί σχεδόν στο μηδέν».
Ο Λι και οι συν-συγγραφείς της εργασίας, ανέλυσαν τα δεδομένα τηλεπισκόπησης που συλλέχθηκαν από το όργανο “Moon Mineralogy Mapper” της ινδικής αποστολής “Chandrayaan 1”, μεταξύ του 2008 και του 2009. Συγκεκριμένα, αξιολόγησαν τις μεταβολές στο σχηματισμό νερού καθώς η Σελήνη διέσχιζε τη μαγνητοουρά της Γης, η οποία περιλαμβάνει και το φύλλο πλάσματος.
«Προς έκπληξή μου, οι παρατηρήσεις με τηλεπισκόπηση έδειξαν ότι ο σχηματισμός νερού στη μαγνητοουρά της Γης είναι σχεδόν πανομοιότυπος με αυτόν που λάμβανε χώρα όταν η Σελήνη βρισκόταν εκτός μαγνητοουράς» δηλώνει ο Λι. «Αυτό δείχνει ότι στη μαγνητοουρά, μπορεί να υπάρχουν πρόσθετες διαδικασίες σχηματισμού ή νέες πηγές νερού, που δεν σχετίζονται άμεσα με την εμφύτευση των πρωτονίων του ηλιακού ανέμου. Συγκεκριμένα, η ακτινοβολία από ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας εμφανίζει παρόμοια αποτελέσματα με τα πρωτόνια του ηλιακού ανέμου».
«Συνολικά, αυτό το εύρημα, καθώς και τα προηγούμενα ευρήματά μας για τους “σκουριασμένους” σεληνιακούς πόλους, υποδεικνύουν ότι η μητέρα Γη είναι στενά δεμένη με τη Σελήνη, σε πολλές μη αναγνωρισμένες πτυχές», δηλώνει ο ίδιος.
Για μελλοντικές έρευνες, ο Li σκοπεύει να εργαστεί επάνω σε μια σεληνιακή αποστολή, μέσω των προγραμμάτων Artemis της NASA, για να παρακολουθήσει το περιβάλλον πλάσματος και την περιεκτικότητα σε νερό της σεληνιακής πολικής επιφάνειας, όταν η Σελήνη βρίσκεται σε διαφορετικές φάσεις της διάβασής της από την μαγνητοουρά της Γης.
Παραπομπές: Li, S. et al, Formation of lunar surface water associated with high-energy electrons in Earth's magnetotail, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02081-y.
Πηγή: University of Hawaii at Manoa https://www.hawaii.edu/
