Rok temu NASA z powodzeniem rzuciła zużytą rakietę Centaur w krater Cabeus, trwale zacieniony region na księżycowym biegunie południowym. Statek kosmiczny „pasterski” LCROSS (satelita obserwujący i wykrywający krater księżycowy) podążał blisko na piętach impaktora, monitorując powstałą chmurę wyrzutową, aby zobaczyć, jakie materiały można znaleźć w tym ciemnym, niezbadanym regionie Księżyca. Dzisiaj zespół LCROSS opublikował najnowsze wyniki swojej rocznej analizy, a główny badacz Tony Colaprete powiedział Space Magazine, że LCROSS znalazł wodę i wiele, wiele więcej. „„ O wiele więcej ”jest tak samo interesujące jak woda”, powiedział, „ale połączenie wody i różnych substancji lotnych, które widzieliśmy, jest jeszcze bardziej interesujące - i zastanawiające”.
Rakieta Centaur o masie 2400 kg (5200 funtów) stworzyła krater o szerokości około 25 do 30 metrów, a zespół LCROSS szacuje, że z ciemnego krateru wydmuchano około 4000 kilogramów (8 818 funtów) do 6000 kilogramów (13 228 funtów) gruzu w nasłonecznione pole widzenia LCROSS. Uderzenie wytworzyło chmurę wyrzutową zarówno pod niskim, jak i pod wysokim kątem. (Przeczytaj więcej o niezwykłych pióropuszach w naszym wywiadzie dla Pete Schultz z LCROSS).
Zespół LCROSS był w stanie zmierzyć znaczną ilość wody i znalazł ją w kilku formach. „Zmierzyliśmy to w parze wodnej - powiedział Colaprete - i co ważniejsze, moim zdaniem, zmierzyliśmy to w lodzie wodnym. Lód jest naprawdę ważny, ponieważ mówi o pewnych poziomach koncentracji. ”
Dzięki kombinacji spektrometrów bliskiej podczerwieni, ultrafioletu i widzialnych na pokładzie statku kosmicznego pasterskiego LCROSS znalazł około 155 kilogramów pary wodnej i lodu wodnego wydmuchanych z krateru i wykrytych przez LCROSS. Na tej podstawie Colaprete i jego zespół szacują, że około 5,6 procent całkowitej masy w kraterze Cabeusa (plus minus 2,9 procent) można przypisać samemu lodowi wodnemu.
Colaprete powiedział, że znalezienie lodu w stężeniach - „blokach” lodu - jest niezwykle ważne. „Oznacza to, że musi istnieć pewien rodzaj procesu, w którym jest on udoskonalany, wzbogacany i koncentrowany, aby uzyskać tak zwaną krytyczną gromadę, która umożliwia tworzenie się zarazków oraz wzrost kryształów i kondensację lodu. Ten punkt danych jest ważny, ponieważ teraz musimy zadać to pytanie, w jaki sposób stał się lodem? ” powiedział.
W przypadku pary wodnej zespół LCROSS widział także dwa „smaki” hydroksylu. „Widzieliśmy taki, który emitował tak, jakby był tylko podekscytowany”, powiedział Colaprete, „co oznacza, że ten OH mógł pochodzić z ziaren - może to być zaadsorbowany OH, który widzieliśmy w danych M Cubed, gdy został wydany lub uwolniony od gorącego uderzenia i pojawiający się w polu widzenia. Widzimy również emisję z OH, która nazywa się szybką emisją, która jest unikalna dla emisji, którą otrzymujesz, gdy OH powstaje w wyniku fotolizy. ”
Potem pojawiło się „znacznie więcej”. Pomiędzy instrumentami LCROSS, obserwacjami Lunar Reconnaissance Orbiter - a w szczególności instrumentem LAMP (Lyman Alpha Mapping Project) - najbardziej obficie lotnym pod względem masy całkowitej był tlenek węgla, następnie woda, siarkowodór. Potem był dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, metan, formaldehyd, być może etylen, amoniak, a nawet rtęć i srebro.
„Istnieje wiele różnych gatunków, a ciekawe jest to, że wiele z nich jest wspólnych dla wody” - powiedział Colaprete. „Na przykład amoniak i metan mają stężenia w stosunku do całkowitej masy wody, którą widzieliśmy, podobnie jak w komecie”.
Colaprete powiedział, że fakt, iż widzą tlenek węgla w większej ilości niż woda i że siarkowodór istnieje jako znacząca część całkowitej wody, sugeruje znaczną ilość przetwarzania w samym kraterze.
„Prawdopodobnie chemia zachodzi na ziarnach ciemnego krateru” - wyjaśnił. „To interesujące, ponieważ jak działa chemia przy 40 do 50 stopniach Kelvina bez światła słonecznego? Czym jest energia - czy to promienie kosmiczne, działające po drodze protony słonecznego wiatru, czy inne potencjały elektryczne związane z ciemnymi i jasnymi regionami? Nie wiemy Jest to znowu okoliczność, w której mamy pewne dane, które nie mają większego sensu, ale pasują do niektórych odkryć gdzie indziej, co oznacza, że w pewnym stopniu wygląda kometarnie i wygląda jak to, co widzimy na zimno procesy ziaren w przestrzeni międzygwiezdnej. ”
Colaprete powiedział, że odkrycie wielu z tych związków było niespodzianką, taką jak tlenek węgla, rtęć, a zwłaszcza metan i wodór cząsteczkowy. „Mamy wiele pytań związanych z pojawieniem się tych gatunków” - powiedział.
Z biegiem czasu występowały również różnice w liczebności wszystkich gatunków - w krótkich 4 minutach, kiedy byli w stanie monitorować chmurę wyrzutową, zanim sam statek-pasterz uderzył w Księżyc. „W rzeczywistości możemy rozłożyć, jeśli wolisz, uwalnianie substancji lotnych w funkcji czasu, gdy przyglądamy się coraz bliżej danym” - powiedział. „Jest to ważne, ponieważ możemy powiązać to, co zostało uwolnione przy początkowym uderzeniu, co zostało uwolnione jako ziarna sublimowane w świetle słonecznym i co zostało„ spocone ”z gorącego krateru. Więc to jest teraz, gdzie jesteśmy teraz, to nie tylko: „hej, widzieliśmy wodę i widzieliśmy znaczną ilość.” Ale w funkcji czasu pojawiają się różne części i różne „smaki” wody, więc rozplątujemy to do drobniejszych szczegółów. To ważne, ponieważ musimy dokładniej zrozumieć, na co faktycznie wpłynęliśmy. Tak naprawdę jesteśmy zainteresowani, jakie są warunki, na które wpłynęliśmy i jak woda jest rozprowadzana w glebie w tym ciemnym kraterze. ”
Tak więc wielkie pytanie brzmi: jak te wszystkie związki się tam dostały? Wydaje się, że uderzenia kometarne oferują najlepszą odpowiedź, ale może to być również odgazowanie od wczesnego Księżyca, dostawa wiatru słonecznego, inny nieznany proces lub kombinacja.
„Naprawdę wcale tego nie rozumiemy” - powiedział Colaprete. „Analiza i modelowanie są naprawdę w powijakach. To dopiero początek, a teraz w końcu mamy dane z tych różnych misji, aby ograniczyć modele i naprawdę pozwolić nam wyjść poza spekulacje. ”
LCROSS była misją „dodatkową” do premiery LRO, a misja miała kilka niewiadomych. Colaprete powiedział, że jego największym strachem przed wejściem w wpływ i wejściem w wyniki było to, że nie dostaną żadnych danych. „Obawiałem się, że coś się stanie, nie będzie wyrzutu, oparów i po prostu znikniemy w tej czarnej dziurze” - przyznał. „Byłoby to niefortunne, mimo że byłby to punkt danych i musielibyśmy dowiedzieć się, jak to się stało.”
Ale dostali dane, i to w obfitości, która - jak każda udana misja - oferuje więcej pytań niż odpowiedzi. „To naprawdę była eksploracja” - powiedział Colaprete. „Chodziliśmy gdzieś, do czego absolutnie nigdy nie dotarliśmy, krater na stałe na biegunach Księżyca, więc wiedzieliśmy, że jeśli cokolwiek otrzymamy z danych, prawdopodobnie podrapiemy się po głowach”.
Dodatkowe źródło: Nauka
